GUIA PURE LABWATER. Uma perspectiva geral essencial das. para laboratórios, monitorização e normas _Pure_Labwater_Guide_84pp_PT.

GUIA PURE LABWATER

Uma perspectiva geral essencial das

para laboratórios, monitorização e

normas.

1-2

In

trodução

Introdução

O GUIA PURE LABWATER

"A água pura é a substância mais comum que serve de base a uma grande variedade de aplicações científicas e médicas – a sua importância nunca deverá ser subestimada."

O Guia Pure LabWater é

um recurso essencial para

indivíduos que utilizam água

pura ou para indivíduos que

pretendam aprender mais sobre

o assunto. Ao disponibilizar uma

perspectiva geral dos requisitos

de purificação de água, técnicas

e aplicações nas áreas de ciência

e medicina, este guia educativo

irá permitir-lhe seleccionar

o grau correcto de água e o

método mais fiável de produção

a um custo económico, tanto

para o seu orçamento como para

o ambiente.

Desafios: impurezas e variações na

água potável

A água para a maioria das aplicações clínicas e laboratoriais é normalmente purificada a partir da água potável. No entanto, a capacidade da água para dissolver (de certa

Conteúdo

1 Introdução 1 - 4

2 Aplicações de análise e pesquisa 5-22

3 Diagnóstico clínico 23-28

4 Cuidados de saúde 29-32

5 Perspectiva geral da purificação de água

33-72

6 Glossário 73-76

forma) virtualmente todos os compostos químicos e sustentar, praticamente, todas as formas de vida, significa que o fornecimento de água potável contém muitas substâncias em solução ou suspensão; as impurezas adicionais resultam do processo de tratamento da água potável. Para além disso e ao contrário de outras matérias não tratadas, a água potável pode variar significativamente as características dependendo da região geográfica e das estações do ano.

Nos laboratórios actuais, a disponibilidade de água pura é um factor essencial, e enquanto que os consumidores domésticos consideram a água da torneira como sendo "pura", os cientistas de laboratório e profissionais de saúde olham para esta como estando altamente contaminada. Os cientistas analíticos e investigadores preocupam-se com os elementos e compostos em concentrações baixas (gamas de partes por bilião (ppb) ou inferiores). Grande parte destes contaminantes podem ter efeitos negativos em aplicações através da interacção com outras substâncias, incluindo a substância em análise. Existem 5 classes de impurezas na água potável e na água natural:

• Partículas em suspensão

• Compostos inorgânicos dissolvidos • Compostos orgânicos dissolvidos • Microrganismos e biomoléculas • Gases dissolvidos

Os métodos de purificação da água para aplicações na área científica e médica têm como objectivo retirar as impurezas da água potável enquanto minimiza a contaminação adicional dos componentes do sistema de purificação e o crescimento bacteriano.

Como utilizar este guia

Este guia elaborado pela ELGA e baseia-se na experiência de mais de 70 anos dedicados exclusivamente à pesquisa, design, fabrico e instalação de sistemas de purificação da água. Todo o Guia Pure LabWater corresponde a uma concentração dos nossos Guias originais Pure LabWater e Pure Clinical LabWater, publicados respectivamente, pela primeira vez, em 1991 e 2003. Para além de disponibilizar actualizações no campo da purificação de água (por ex., novas tecnologias de purificação de água, aplicações adicionais e normas revistas), o guia foi concebido de forma a poder aceder mais facilmente à informação necessária. Ao longo deste guia poderá encontrar dicas e sugestões e "Factos Puros" sobre purificação de água com diagramas de resumo de tecnologias, sistemas e processos importantes. É fornecido um glossário no final deste guia, de forma a poder consultar e compreender em simultâneo termos técnicos com os quais se encontra menos familiarizado. Este guia encontra-se dividido em 4 secções de fácil acesso. • Pesquisa e ensaios (secção 1)

• Diagnóstico clínico (secção 2) • Cuidados de saúde (secção 3)

• Perspectiva geral da purificação de água (secção 4, dividida em 5 subsecções)

• Produção de água potável • Impurezas na água potável • Tecnologias de purificação de água • Manutenção da pureza da água purificada • Normas de água purificada

3-4

Purificação de água para laboratório pioneira:

Existe uma grande variedade de diferentes normas publicadas que definem a qualidade da água necessária para aplicações específicas. A ASTM® (American Society for Testing and Materials) e a ISO® (International Organization for Standardization) 3696 fornecem directrizes para aplicações laboratoriais; as directrizes CLSI® (Clinical and Laboratory Standards Institute) definem os requisitos de qualidade da água para laboratórios clínicos. Determinados laboratórios irão também adoptar normas delineadas na Farmacopeia Europeia, Americana ou Japonesa. Contudo, muito poucas destas normas são específicas para a sua aplicação particular; ir demasiado longe irá resultar em custos desnecessários, enquanto não ir suficientemente longe irá colocar em risco a precisão dos seus resultados. Este guia irá permitir-lhe navegar através de um labirinto de normas e ajudá-lo a escolher com facilidade o tipo certo de água e o método de produção que lhe irá fornecer a correcta pureza a custos reduzidos para o seu orçamento e para o ambiente.

Secção 1

Pesquisa e ensaios

Dá ênfase à vasta gama de aplicações executadas em diferentes laboratórios, desde a lavagem e enxaguamento de vidraria básica até às mais importantes técnicas de biologia molecular e cultura de células. Esquematiza os tipos de água necessários para cada categoria de aplicação.

Secção 2

Diagnóstico clínico

Realça a importância da utilização de água extremamente pura de forma a que os ensaios químicos obtenham resultados válidos e fiáveis. Esquematiza as normas e regulamentos internacionais necessários para estas aplicações.

Secção 3

Cuidados de saúde

Esquematizamos inúmeras aplicações nos cuidados de saúde que necessitam de água de elevada pureza, incluindo o processo de lavagem de descontaminação de instrumentos cirúrgicos (por ex., endoscópios) e a produção de vapor para a esterilização de instrumentos. Pormenoriza as mais exigentes directrizes e normas de qualidade da água agora impostas para estas aplicações.

Secção 4

Perspectiva geral da purificação de água

Proporciona uma perspectiva geral completa sobre a água, fornecendo detalhes sobre os tipos de impurezas encontradas na água e as tecnologias, design de sistema e componentes necessários para removê-las eficazmente. A selecção das etapas iniciais de um sistema de purificação irá depender das características da água de alimentação e todo o processo tem início com uma etapa de pré-tratamento. As principais tecnologias de purificação de água são esquematizadas e para cada uma são apresentadas as suas vantagens e restrições; por exemplo, determinadas tecnologias podem remover grandes quantidades de várias impurezas, enquanto outras podem remover um tipo específico de impureza até níveis extremamente baixos.

Sobre a ELGA

Como parte integrante da Veolia, a empresa líder mundial dos serviços de água, a ELGA proporciona uma fonte de água fiável que corresponde economicamente à conformidade exigida por todas as aplicações científicas e médicas dos nossos clientes. Com mais de 70 anos de experiência dedicados exclusivamente à criação pioneira de sistemas de purificação de água, continuamos a utilizar pesquisas vanguardistas com um design inovador e ergonómico. A ELGA proporciona sistemas robustos e de fácil instalação de forma a corresponder às necessidades em mudança constante dos

nossos clientes. Trabalhamos em parceria com empresas líderes em instrumentos para laboratório de forma a personalizar os sistemas de purificação de água para aplicações específicas. Para além disso,

desempenhamos um papel proactivo com as organizações de normas de qualidade da água que, desenvolvem e recomendam especificações da água para laboratório. Com uma rede com mais de 600 centros de serviço a nível mundial, a ELGA garante um conjunto de serviços e assistência sem igual, independentemente do local onde se encontrar, para toda a sua gama de sistemas de purificação de água.

1937 – 1955 Walter Lorch fundou a ELGA. A destilação esteve na vanguarda da purificação de água, embora as limitações desta tecnologia, no que respeita à pureza, tenham sido um impulsionador de mudança. O desionizador de tipo cartucho foi inventado por Walter Lorch

1960 – 1970 A ELGA colaborou com a London School of Pharmacy (Escola de Farmácia da Universidade de Londres) para desenvolver produtos destinados ao mercado hospitalar, laboratórios e sector em geral

1980 – 1989 A ELGA fundou a School of Water Sciences (Escola das Ciências Aquáticas). Walter Lorch publicou "The Handbook of Water Purification" (O Manual de Purificação de Água). A ELGA foi a primeira a introduzir a foto-oxidação por raios ultravioletas num sistema de purificação para laboratório. A ELGA lançou o MedRo, um sistema concebido especialmente para o mercado renal

1990 – 1999 A ELGA lançou o PURELAB UHQ, uma combinação de permuta iónica, processos de membrana, adsorção e foto-oxidação num "sistema" de purificação de água que fornece água de elevada pureza a baixo custo. A ELGA foi galardoada com o prémio Queens na categoria "Design". A ELGA inventou o "Tipo II" ou sistema de substituição de destilação que foi incluído na sua gama de produtos "Options". A ELGA desenvolveu o MEDICA, o primeiro sistema de purificação de água concebido especialmente para o mercado de diagnóstico clínico.

A ELGA lançou o sistema PureSure (utilização de um controlo multi-etapas), bem como o seu método de controlo do carbono orgânico total (COT) em tempo real

2000 A ELGA tornou-se na divisão de Água para

Laboratório da Veolia. A ELGA lançou o Option E5, o primeiro sistema de purificação para laboratório com recirculação de electrodesionização da água tratada

2003 A ELGA lançou os revolucionários sistemas CENTRA,

o primeiro sistema centralizado compacto para a purificação de água para laboratório

2004 A ELGA lançou o BIOPURE, o primeiro produto

concebido especificamente para corresponder às mais recentes e rigorosas normas de qualidade da água em aplicações médicas

In

trodução

5-6

Aplicaç

ões de análise e pesquisa

Aplicações de

análise e

pesquisa

SECçãO 1

Os cientistas colocam em prática uma vasta gama de

técnicas, em diferentes laboratórios. Assim, é necessário

purificar e utilizar diferentes tipos de água para ir de

encontro aos procedimentos ou aplicações pretendidos. A

água é um dos maiores componentes em muitas aplicações,

mas o significado da sua pureza não é, muitas vezes,

reconhecido.

Nesta secção, destacamos algumas técnicas / aplicações comuns e fornecemos directrizes sobre a qualidade necessária da água. Também fornecemos algumas informações sobre as tecnologias de purificação que deve procurar para o seu sistema de água.

Existem muitas normas para a qualidade da água, publicadas pelo mundo inteiro, mas apenas algumas são relevantes para aplicações específicas em investigação. Esta situação fez com que a maioria das empresas de purificação da água, incluindo a ELGA, adoptasse classificações genéricas definidas por limites físicos e químicos mensuráveis. Ao longo deste manual, iremos falar sobre os "Tipos" de água mencionados neste gráfico (ver esquerda).

Tipo I+ _{– vai além dos requisitos de pureza de água}

de Tipo I.

Tipo I – Frequentemente designado como ultrapuro, este grau é necessário para algumas das mais importantes aplicações de água, tal como a preparação de fase móvel de HPLC (Cromatografia Líquida de Alta Pressão) e a diluição de amostras e preparação de brancos para outras técnicas analíticas principais; tais como GC (Cromatografia de Gases), AAS (Espectrofotometria de Absorção Atómica) e ICP-MS (Espectrometria de Massa com Plasma

Indutivamente Acoplado). O Tipo I é igualmente necessário para aplicações de biologia molecular, assim como cultura de células de mamíferos e IVF (Fertilização In Vitro).

Tipo II – é o grau para aplicações gerais de laboratório. Poderá incluir preparação de meios, soluções de pH e tampões, e alguns analisadores clínicos. Também é comum que sistemas de Tipo II sejam utilizados para alimentar sistemas de Tipo I*.

Tipo II+_{– é o grau utilizado para aplicações laboratoriais}

gerais que necessitam de uma pureza inorgânica mais elevada.

Tipo III – é o grau recomendado para trabalhos menos exigentes que podem incluir enxaguamento de vidraria, banhos em água e alimentação desinfectada, assim como câmaras ambientais e estufas de crescimento de plantas. Estes sistemas também podem ser utilizados para alimentar sistemas de Tipo I*.

*A produção de água ultrapura (com resistividade 18,2 MΩ-cm, <5 ppb TOC) a partir da água da torneira é normalmente realizada em duas etapas - pré-tratamento e polimento. Idealmente, o pré-tratamento reduz todos os principais tipos de impurezas – componentes inorgânicos, orgânicos, microbiológicos e partículas - em mais de 95%. Isto poderá ser conseguido de uma forma mais eficaz utilizando apenas osmose inversa ou osmose inversa combinada com permuta iónica ou EDI. Alternativamente, a permuta iónica pode ser utilizada, mas não consegue reduzir os níveis de impurezas orgânicas, bacterianas e de partículas com a mesma capacidade. Quanto melhor for o pré-tratamento, mais elevada será a qualidade potencial da água ultrapura final.

Resistividade

(MΩ-cm) TOC (PPB) Bactérias Endotoxinas (EU/ml) Tipo I+ _{18,2 <5 <1 <0,03} Tipo I >18 <10 <1 <0,03 Tipo II + _{>10 <50 <10 NA} Tipo II >1 <50 <100 NA Tipo III >0,05 <200 <1000 NA 90390_Pure_Labwater_Guide_84pp_PT.indd 6-7 8/7/09 17:28:35

7-8

Aplicações analíticas

e gerais

Electroquímica

Uma vez que estas técnicas dependem da medição sensível de pequenos sinais eléctricos, é fundamental que a água utilizada interfira o minimo possivél. A água de Tipo II, tipicamente com TOC (Carbono Orgânico Total) <50 ppb e uma contagem bacteriana inferior a 1 CFU/ml (Unidades Formadoras de Colónias por mililitro) é recomendada para aplicações de electroquímica. Para análises electroquímicas de ultra detecção, será necessário utilizar água (ultrapura) de Tipo I.

As técnicas incluem:

Potenciometria

A potenciometria mede o potencial de uma solução entre dois eléctrodos. Trata-se de uma técnica passiva que afecta muito pouco a solução durante o processo. O potencial é, então, relacionado com a concentração de um ou mais compostos. A estrutura da célula utilizada é frequentemente referida como um eléctrodo, apesar de conter dois eléctrodos: um eléctrodo indicador e um eléctrodo de referência

(distinto do eléctrodo de referência utilizado no sistema de três eléctrodos). A potenciometria é uma técnica selectiva iónica, com um eléctrodo diferente para cada ião. O eléctrodo potenciométrico mais comum é o eléctrodo de vidro de pH.

Medição de pH

O pH é uma subclasse de potenciometria e é utilizado para medir a acidez ou a alcalinidade de um líquido. A medição do pH em água pura é problemática devido à baixa força iónica da solução e porque a rápida absorção de dióxido de carbono afecta a leitura observada.

Coulometria

A colorimetria utiliza corrente aplicada ou potencial para converter totalmente um composto de um estado de oxidação para outro. Nestas experiências, a corrente total passada é medida directa ou indirectamente para determinar o número de electrões que passaram. Tal poderá indicar a concentração do analito ou se a concentração for conhecida, o número de electrões envolvido com um par redox. O volume de electrólise, também designado por coulometria

potencial controlada, ou algum híbrido com as duas designações, é talvez a forma mais comum de coulometria.

Voltametria

A voltametria aplica um potencial constante e/ou variável na superfície de um eléctrodo e mede a corrente resultante com um sistema de três eléctrodos. Este método consegue revelar a redução potencial de um analito e uma reactividade electroquímica, entre outros. Este método, em termos práticos, é não destrutivo, uma vez que uma quantidade muito pequena do analito é consumida na superfície a duas dimensões do eléctrodo de trabalho e do eléctrodo auxiliar.

Polarografia

A polarografia é uma subclasse da voltametria que usa um eléctrodo de mercúrio como eléctrodo de trabalho e utiliza, frequentemente, o conteúdo de mercúrio resultante como o eléctrodo auxiliar. A preocupação em relação à toxicidade do mercúrio, juntamente com o desenvolvimento de eléctrodos de elevada qualidade, pouco dispendiosos, inertes e facilmente limpos feitos em materiais como metais nobres e carvão em vidro, provocaram uma grande redução na utilização de eléctrodos de mercúrio.

Amperometria

A amperometria é uma subclasse da volumetria na qual o eléctrodo é mantido a potenciais constantes para várias extensões de tempo. Esta distinção é essencialmente histórica e ainda dá origem a alguma confusão, por exemplo, a voltametria de pulso diferencial também é designada por amperometria de pulso, que pode ser vista como a combinação de voltametria de varrimento linear e a

cronoamperometria. Um factor que distingue a amperometria de outras formas de voltametria é que é comum somar as correntes durante um determinado período de tempo em vez de considerá-las como potenciais individuais. Esta soma pode resultar em maiores registos de dados e redução de erros. A titulação amperométrica é uma técnica que seria considerada como amperometria uma vez que mede a corrente, mas não seria considerada voltametria, pois toda a solução é transformada durante a experiência.

Identificar a qualidade da água potável

Os mais de 70 anos de experiência na indústria de água para laboratório, em conjunto com a experiência da Veolia na gestão de muitos planos de tratamento municipais, proporcionam um conhecimento sem igual sobre as qualidades da água de alimentação, por todo o mundo. Na nossa primeira visita ao seu laboratório iremos efectuar um ensaio no local para análise da qualidade da água de alimentação. Com dados sobre a qualidade da água do seu laboratório, aplicações necessárias, design e orçamento a nossa equipa de vendas irá entregar uma proposta com informações acerca das melhores soluções de purificação de água para se adaptarem às suas necessidades.

Aplicaç

ões de análise e pesquisa

Aplicações analíticas e gerais

(Resumido na tabela da página 16)

9-10

Espectroscopia e espectrometria

A espectroscopia foi historicamente o estudo da interacção entre radiação e matéria em função do comprimento de onda (l), e referia-se à utilização de luz visível dispersa de acordo com o seu comprimento de onda, ou seja, por um prisma. Mais tarde, o conceito foi expandido para abranger qualquer medição de uma quantidade em função de comprimento de onda ou de frequência. Assim, também se pode referir a interacções com radiação de partículas ou uma resposta a um campo alternado ou frequência variável (v). Quando foi compreendida a relação estreita entre energia dos fotões e frequência (E=hv), em que h é a constante de Plank, uma extensão da definição acrescentou a energia (E) como uma variável. Uma parcela da resposta como uma função de comprimento de onda — ou frequência mais comum — é referida como um espectro.

A espectrometria é a técnica espectroscópica utilizada para avaliar a concentração ou quantidade de uma dada substância e o instrumento que executa tais medições é um espectrómetro ou um espectrógrafo.

As Técnicas incluem:

Espectrofotometria de

Absorção Atómica com

Chama (F-AAS)

Apesar de ser um pouco eclipsada por análises de multi-elementos ICP-MS e ICP-ES, o custo relativamente modesto da ASS garante a sua utilização em laboratórios mais pequenos ou para análises específicas. Dependendo do elemento, os limites de detecção variam entre ppb baixo para níveis de ppm. A água de Tipo II é, no geral, suficientemente pura para a maioria de ASS de rotina e não existe um requisito para níveis baixos de compostos orgânicos ou bactérias.

Cromatografia Gasosa–

Espectrometria de Massa

(GC-MS)

Para a Cromatografia Gasosa (GC), a água purificada é utilizada para preparar amostras em branco, padrões e pré-tratamentos de amostras, por exemplo, extracção de fase sólida. Uma vez que a GC-MS consegue alcançar uma elevada sensibilidade, o requisito da pureza da água é extremamente rigoroso. São necessários níveis muito baixos de TOC, ou seja, inferiores a 3 ppb, o que poderá ser melhor conseguido utilizando um polidor topo de gama alimentado com água pré-tratada por osmose inversa para remoção de iões e compostos orgânicos.

Espectrofotometria de

Absorção Atómica em

Câmara de Grafite (GFAAS)

também designada por

Espectrofotometria de

Absorção Atómica em

Câmara de Carvão (CFAAS)

Esta variante de AAS, em que a chama é substituída por um tubo ou barra de grafite aquecido electricamente, pode alcançar uma sensibilidade muito elevada em análises elementares. É necessário um polidor topo de gama de água de Tipo I, que garanta níveis ppt de impurezas elementares, resistividade de 18,2 MΩ-cm e baixo TOC, enquanto a monitorização de multi-etapas (disponibilizada pelo sistema ELGA PureSure - ver direita) fornece a melhor garantia de pureza. O melhor desempenho é conseguido quando o pré-tratamento melhorado é seguido de recirculação contínua e repurificação da água polida.

Espectrometria de Massa

Esta técnica altamente sensível permite análises de detecção de misturas complexas, necessitando, assim, de água com elevada pureza. Todos os pré-tratamentos de amostras, como a extracção de fase sólida e etapas de preparação de amostras necessitam de água (ultrapura) de Tipo I, que é produzida por um sistema topo de gama de "polimento" da água. Este permite níveis ppt de impurezas elementares, resistividade de 18,2 MΩ-cm e TOC extremamente baixo, tipicamente <3 ppb. A monitorização multi-etapas (ver direita) é o único método que garante este nível de pureza e o melhor de desempenho é alcançado com pré-tratamento melhorado seguido de recirculação contínua e repurificação da água polida.

Sistema PureSure

O sistema PureSure:

Na ELGA LabWater colocámos um sensor

extra entre as duas etapas de purificação

de um sistema ultrapuro. É uma forma

de assegurar que o segundo conjunto

de purificação pode ser mudado antes

que as impurezas fracamente carregadas

contaminarem a sua aplicação.

Aplicaç

ões de análise e pesquisa

Aplicações analíticas e gerais

Sensor R1 de qualidade da água intermédio Sensor R2 de qualidade da água de saída Conjunto de purificação de polimento Conjunto de purificação principal

1 2 3 4 2 3 4 1 90390_Pure_Labwater_Guide_84pp_PT.indd 10-11 8/7/09 17:28:41

Tempo

mA

U

Permeado de OI Água de grau ultrapuro

Em branco

11-12

Espectrometria de Emissão

Atómica com Plasma

Indutivamente Acoplado

(ICP-AES)

Na ICP-AES, a sensibilidade difere marcadamente para diferentes elementos, no entanto, metais, semi-metais, fósforo e enxofre têm limites de detecção na gama de ppb (μg/l) e necessitam de uma pureza de água bastante rigorosa. A melhor opção traduz-se num sistema (polidor) de água de Tipo I de elevada pureza, apresentando resistividade >18 MΩ-cm, no entanto, os requisitos TOC não são, geralmente, importantes e o pré-tratamento pode ser efectuado por osmose inversa ou permuta iónica.

Espectrometria de Massa

com Plasma Indutivamente

Acoplado (ICP-MS)

Os avanços na instrumentação analítica moderna continuaram a melhorar a sensibilidade da análise de detecção de metais. Estes elementos são agora medidos a níveis ppt e sub-ppt, utilizando técnicas como a ICP-MS. O trabalho analítico de detecção necessita de água isenta dos componentes a serem medidos e exige a mesma pureza extremamente rigorosa da água para o trabalho mais sensível da ICP-MS. São preferidas instalações tipicamente limpas para preparar reagentes de elevada qualidade para análises em branco, diluições padrão e preparação de amostras. O sistema de água

especificado deverá ser um sistema de Tipo I especialmente concebido. Deverá incluir uma forma de monitorização multi-etapas (ver Diagrama PureSure, página 10) para garantir estes níveis de pureza. O melhor desempenho é alcançado com pré-tratamento melhorado resultante de um sistema de recirculação de Tipo II.

Espectrofotometria

A água purificada para aplicações de espectrofotometria terá que ter, pelo menos, uma qualidade de Tipo II, com um baixo nível de contaminantes inorgânicos, orgânicos ou coloidais. Tipicamente, a água apresenta uma resistividade >1 MΩ-cm e foi micro filtrada. Um teor baixo de TOC (<50 ppb) é de particular importância em técnicas em que são utilizados sistemas de detecção de raios ultravioleta, pois os orgânicos dissolvidos podem interferir na detecção.

Cromatografia

A cromatografia pode ser preparativa ou analítica, mas as duas não são mutuamente exclusivas. A cromatografia preparativa procura separar os

componentes de uma mistura para futuras utilizações. A cromatografia funciona normalmente com quantidades mais pequenas de material e procura medir as proporções relativas de compostos numa mistura.

Cromatografia Líquida de Alta

Pressão (HPLC)

A HPLC pode ser utilizada para a análise directa e determinação de componentes menores e maiores numa mistura complexa. Na fase móvel, a água purificada de grau geral para laboratório (Tipo II) com TOC, tipicamente, <50 ppb e uma resistividade >1 MΩ-cm é utilizada para preparar amostras em branco, padrões e para o pré-tratamento de amostras.

A variante de HPLC consegue limites de detecção extremamente baixos, por exemplo, bem abaixo de 1 ppb, pelo que amostras em branco e pré-tratamento de amostras necessitam de água pura de elevada qualidade extremamente rigorosa, em que os níveis mais baixos de TOC são tipicamente inferiores a 3 ppb (ver gráfico). Esta situação será mais bem conseguida com um sistema (polidor) de água de Tipo I topo de gama, especialmente concebido para o efeito, alimentado com água pré-tratada por osmose inversa de Tipo II ou Tipo III.

Cromatografia Iónica (IC)

A IC determina componentes menores e maiores numa gama de substâncias até 0,1 ppm por injecção directa de 10 a 50 amostras de microlitro. É necessária água altamente purificada para amostras em branco, padrões, e para a preparação de eluentes. Apesar de a água de Tipo I constituir a melhor

opção, a água de Tipo II+_{é, muitas vezes,}

adequada, especialmente se o preço for um factor condicionante. Podem ser alcançados limites de detecção extremamente baixos (até níveis baixos de ppt) utilizando a IC se os iões forem pré-concentrados numa curta coluna de permuta iónica e depois eluídos na corrente eluente para separação e análise. 50 ou 100 ml de amostra

podem ser analisados desta forma. Um sistema de água de Tipo I (de preferência

de Tipo I+_{) topo de gama é essencial}

para obter níveis ppt de impurezas elementares, resistividade de 18,2 MΩ-cm e baixo TOC. A monitorização multi-etapas fornece uma garantia de pureza que não é oferecida pelas alternativas (ver diagrama PureSure, página 10). O melhor desempenho é alcançado com pré-tratamento melhorado seguido de recirculação contínua e repurificação da água de Tipo I.

A variante de detecção de HPLC da

água de grau primário e ultrapuro

Aplicaç

ões de análise e pesquisa

Aplicações analíticas e gerais

13-14

Química geral

A água purificada para laboratório com resistividade >1 MΩ-cm, TOC inferior a 50 ppb e contagem bacteriana <10 CFU/ml é recomendada para aplicações de química geral.

Lavagem/enxaguamento de

vidraria

A lavagem de vidraria é uma prática rotineira na maioria dos laboratórios e o grau de água necessário depende da natureza das aplicações. Para minimizar os custos (e dependendo da qualidade da água potável local), a maioria da vidraria de utilização geral pode ser lavada com água de Tipo II. Para técnicas analíticas ou de investigação mais sensíveis, deverá ser utilizada água de Tipo II com uma resistividade de 1 até 15 MΩ-cm. Para aplicações mais complexas, como técnicas analíticas de detecção (por exemplo, ICP-MS), cultura de células ou rigorosos métodos clínicos, a vidraria deverá ser lavada com água ultrapura, especialmente no enxaguamento final, para garantir que os tampões, meios ou diluentes ultrapuros estão presentes em vidraria "não contaminada". Para este efeito, os componentes inorgânicos de água (ultrapura) de Tipo I deverão ser de 18,2 MΩ-cm, TOC < 10 ppb e contagens bacterianas <1 CFU/ml.

Análise qualitativa

A maioria dos métodos de análises qualitativas para maiores ou menores constituintes necessitam de água purificada para laboratório com resistividade >1 MΩ-cm, TOC inferior a 50 ppb, nível baixo de partículas e contagem bacteriana. No entanto, para técnicas mais sensíveis como ICP-MS, é necessária água ultrapura proveniente de um polidor de água de topo de gama para produzir níveis ppt de impurezas elementares, água com resistividade de 18,2 MΩ-cm e baixo TOC.

Diluição de amostras e

preparação de reagentes

A água necessária para diluição de amostras, amostras em branco, reagentes e normas deverá ser suficientemente pura de forma a que as análises subsequentes não sejam afectadas. Na preparação de tampões para utilização geral, amostras em branco e normas para técnicas químicas gerais, e para análises > 1 ppm, a utilização de uma água purificada para laboratório com uma resistividade típica de >1 MΩ-cm, TOC de <50 ppb e baixa em bactérias irá permitir resultados rigorosos. Para análises de detecção a níveis ppb ou inferiores, a água (ultrapura) de Tipo I é necessária para preparar amostras em branco e padrões.

SPE – Extracção de Fase

Sólida

Esta técnica é amplamente utilizada na detecção de determinações orgânicas como um pré-tratamento para separar os componentes de interesse dos componentes restantes da matriz. Na análise de detecção, será necessário utilizar água da mais elevada pureza orgânica para preparar amostras em branco e padrões, e para enxaguar a fase sólida. Tal poderá ser conseguido com um sistema de água de Tipo I, topo de gama, com uma especificação mínima de TOC (especialmente concebida para este efeito) e alimentado com água pré-tratada por OI. Poderão ser necessários protocolos de funcionamento adicionais para garantir um elevado desempenho contínuo.

Geradores de vapor

Os geradores de vapor são utilizados numa gama de aplicações que inclui a humidificação de salas limpas, hidratação, aquecimento de vapor directo, injecção e em autoclaves e esterilizadores. A maioria dos geradores de vapor beneficiam do pré-tratamento da água fornecida para evitar acumulação, precipitação ou contaminação, de forma a reduzir a manutenção, melhorar o desempenho

e aumentar os níveis de higiene. Os geradores de vapor podem utilizar água de Tipo II com condutividade no intervalo de 1–50 μS/cm (resistividade de 0,02 a 1,0 MΩ-cm), que é tipicamente produzida por osmose inversa após o pré-tratamento adequado. Algumas autoridades aplicam especificações estritas quanto à água utilizada para produzir "vapor puro" utilizado em serviços de desinfecção em ambientes de cuidados de saúde.

Análise de Carbono Orgânico

Total (TOC)

Este método não específico é capaz de quantificar o teor total de carbono nos materiais. As aplicações variam desde níveis elevados em efluentes e correntes de processo até níveis sub-ppb em água ultrapura. As amostras são diluídas e os reagentes e padrões são preparados com água. Para uma medição de nível elevado, a água de Tipo II é a mais adequada, mas para os trabalhos de detecção, será necessária água (ultrapura) de Tipo I.

Aplicações laboratoriais gerais

Aplicaç

ões de análise e pesquisa

Aplicações analíticas e gerais

15-16

Análise da água

As análises da água são necessárias para uma vasta gama de objectivos, como por exemplo, garantir o cumorimento da legislação para as águas potáveis, verificar se os processos de purificação foram bem sucedidos e para os ensaios ambientais em lagos e rios. A análise da água necessita de água purificada para a preparação de amostras, padrões e brancos e deverá possuir uma pureza suficientemente elevada que não interfira com as técnicas analíticas. Estas aplicações das análises são normalmente efectuadas com água de Tipo II com uma resistividade de >5 MΩ-cm, TOC <50 ppb e uma contagem bacteriana inferior a 1 CFU/ml.

Preparação de meios

e tampões

O grau de pureza da água necessário para preparar ou diluir reagentes depende da sensibilidade da aplicação. Para muitas das aplicações de química geral, a sensibilidade não constitui o factor primário, pelo que a água de Tipo II apresenta a pureza necessária. Possui a vantagem acrescida de ter uma pureza elevada em termos iónicos e se as tecnologias UV e de filtragem forem incorporadas com recirculação, também é capaz de garantir níveis baixos de contaminantes orgânicos e microrganismos.

Câmaras ambientais

e estufas para crescimento

de plantas

A concentração em sais e a

contaminação bacteriológica da água são questões de grande importância. A remoção de sílica (presente em alguma água de alimentação e não removida por algumas técnicas de purificação) é considerada critica, de forma a evitar "um efeito de pó", ou seja, depósitos de sílica em plantas ou amostras. Em

organizações que utilizam câmaras walk-in, a presença de bactérias representa uma preocupação crescente, uma vez que a contaminação por bactérias transportadas pelo ar pode ameaçar os resultados. Um sistema de purificação de água de Tipo I ou de Tipo II é, normalmente, adequado, no entanto, se o nível de bactérias constituir uma preocupação, então o sistema deverá incluir recirculação total da câmara, assim como recirculação de UV em linha. A gama da ELGA de sistemas BIOPURE concebida para aplicações rigorosas de cuidados de saúde pode ser utilizada com eficácia nestas situações.

Aplicações analíticas e gerais

Técnica Sensibilidade Resistividade* MΩ-cm TOC ppb Filtro µm Bactérias CFU/ml Endotoxinas (UE/ml) Nuclease Grau de Água pura Electroquímica Geral

Elevada >5 >18 <50 <10 <0,2 <0,2 NA <1 NA NA NA _NA Laboratório geral _Ultrapuro Alimentação dos reservatórios Baixa >0,05 <500 NA NA NA NA Primário Alimentação de sistemas de

água ultrapura

Geral

Elevada >0,05 >1 <50 <10 NA <0,2 NA <1 NA NA NA _NA Apirogénico _Primário Chama-AAS Geral >5 <500 <0,2 NA NA NA Laboratório geral GC-MS Elevada >18 <3 <0,2 <1 NA NA Ultrapuro Química geral Geral >1 <50 <0,2 <10 NA NA Laboratório geral GF-AAS Elevada 18,2 <10 <0,2 <10 NA NA Ultrapuro Lavagem de vidraria Geral

Elevada >1 >18 <50 <10 <0,2 <0,2 <10 <1 NA NA NA NA Laboratório geral Ultrapuro HPLC Geral

Elevada >1 >18 <50 <3 <0,2 <0,2 <1 <1 NA NA NA _NA Laboratório geral _Ultrapuro

ICP-AES Geral Elevada >5 >18 <50 <10 <0,2 <0,2 NA <1 NA NA NA NA Laboratório geral Ultrapuro ICP-AES Geral Elevada >10 18,2 <50 <10 <0,2 <0,2 <10 <1 NA NA NA NA Laboratório geral Ultrapuro Cromatografia iónica Geral

Elevada >5 18,2 <50 <10 <0,2 <0,2 <10 <1 NA NA NA _NA Laboratório geral _Ultrapuro Diluição de amostras e

preparação de reagentes

Geral

Elevada >1 >18 <50 <10 <0,2 <0,2 <1 <1 NA NA NA _NA Laboratório geral _Ultrapuro Extracção de Fase Sólida Geral

Elevada >1 >18 <50 <3 <0,2 <0,2 <10 <1 NA NA NA _NA Laboratório geral _Ultrapuro Espectrofotometria Geral

Elevada >1 >18 <50 <10 <0,2 <0,2 <1 <1 NA NA NA _NA Laboratório geral _Ultrapuro Geração de vapor Geral >1 <50 <0,2 <1 NA NA Laboratório geral Análise de TOC Geral

Elevada >1 >18 <50 <3 <0,2 <0,2 <10 <1 NA NA NA NA Laboratório geral Ultrapuro Revelar a detecção de metal Geral

Elevada >5 18,2 <50 <10 <0,2 <0,2 <10 <1 NA NA NA _NA Laboratório geral _Ultrapuro Análise da água Geral

Elevada >5 >18 <50 <10 <0,2 <0,2 <10 <1 NA NA NA NA Laboratório geral Ultrapuro Aplicaç

ões de análise e pesquisa

Aplicações analíticas e gerais

* A 25 °C NA - Não aplicável ND - não detectado Imagens a vermelho- impurezas importantes

17-18

Aplicações em Ciências da vida

Aplicações em

Ciências da vida

Aplicações

de investigação

Biologia molecular

Focalizada no estudo de ácidos nucleicos, proteínas e enzimas, a investigação em biologia molecular pode ser

seriamente afectada por microrganismos contaminantes, e produtos associados de células biologicamente activas. Para além de remoção de nucleases da água, é necessário garantir que uma pureza da água incorrecta não tem efeito nas concentrações salinas de soluções preparadas para electroforese e blotting, assim como na produção de reagentes para sequenciamento de ADN e PCR (Reacção em Cadeia de Polimerase). O efeito do ácido húmico enquanto inibidor de ADN é frequentemente neglicenciado. Todas estas preocupações podem ser consideradas na escolha de um sistema de água "Genetics Grade" de elevada qualidade, especialmente concebido para o efeito, que irá fornecer água acima da pureza de Tipo I.

Electroforese

As macromoléculas podem ser separadas umas das outras através de várias técnicas diferentes, incluindo métodos químicos, ultracentrifugação e electroforese. O elemento fundamental da água para electroforese reside na ausência de níveis significativos de moléculas biologicamente activas, como endotoxinas (tipicamente <0,005 UE/ml), nucleases e protéases (não detectáveis). O ideal é a utilização de água ultrapura com uma resistividade de 18,2 MΩ-cm, TOC <10 ppb C, 0,1 μm ou filtragem de partículas inferior e contagens bacterianas inferiores a 1 CFU/ml.

Electrofisiologia

Os métodos de electrofisiologia vão desde a medição de respostas biológicas a correntes eléctricas e campos electromagnéticos em animais, até estudos em células únicas com microeléctrodos e técnicas de

patch-clamp. Estas técnicas são, geralmente, muito sensíveis e podem dar origem a resultados imprecisos se for utilizada água com contaminação relativamente elevada de componentes inorgânicos. Tipicamente, deverá ser utilizada água de Tipo II com uma resistividade de >1 MΩ-cm, TOC <50 ppb e contagem bacteriana <1 CFU/ml.

Análise de endotoxinas

As especificações de endotoxinas são definidas para uma ampla variedade de aplicações da água que incluem diálise, injectáveis e cultura de células. Os níveis máximos permitidos variam entre 0,25 UE/ml (Unidades de Endotoxinas/mililitro) e 0,03 UE/ml. Na análise de endotoxinas é necessária água (ultrapura) de Tipo I, com uma especificação de endotoxinas apropriada de tipicamente 0,05 UE/ml ou inferior. É necessária a utilização de ultrafiltração ou filtros com carga, de preferência combinados com foto-oxidação por raios ultravioleta.

Histologia

As células para histologia são fixas e não viáveis, assim sendo a água de Tipo II é adequadamente pura. Os valores típicos apresentam uma resistividade de >1 MΩ- cm, TOC <50 ppb e contagem bacteriana <1 CFU/ml.

Hibridização

– ver Biologia molecular

Aplicaç

ões de análise e pesquisa

(Resumido na tabela da página 22)

19-20

Cultura hidropónica

A fonte de água para cultura hidropónica necessita de ser suficientemente pura para permitir uma avaliação correcta de concentrações acrescidas de minerais e nutrientes, assim como para protecção contra os possíveis efeitos indirectos que a contaminação poderá causar. Por exemplo, níveis elevados de elementos dissolvidos, especialmente cálcio e magnésio, podem levar a uma alcalinidade elevada, que varia de acordo com a profundidade da água. O sódio e o cloreto também podem causar toxicidade directa em plantas, em concentrações elevadas, assim como danos indirectos ao interferir com a absorção de cálcio, magnésio, nitrato e microelementos. A água de Tipo II, com baixos níveis de contaminação iónica, orgânica e bacteriana, é recomendada para a cultura hidropónica.

Imunocitoquímica

A utilização de anticorpos na imunocitoquímica para detectar a distribuição de proteínas específicas é sensível a interferências de microrganismos contaminantes e detritos e produtos associados de células biologicamente activas, pelo que a água (ultrapura) apirogénica de Tipo I é a mais recomendável. Esta água é produzida a partir do "polimento" de água que foi pré-purificada por desionização, osmose inversa ou destilação, e depois

ultrafiltrada para garantir a remoção de nucleases e endotoxinas.

Análise microbiológica

A análise microbiológica de rotina necessita de água purificada do Tipo II pois está largamente isenta de contaminação bacteriana e apresenta níveis baixos de impurezas iónicas, orgânicas e de partículas. Os valores típicos apresentam uma resistividade de >1 MΩ- cm, TOC <50 ppb e contagem bacteriana <1 CFU/ml.

Investigação sobre anticorpos

monoclonais

Os anticorpos monoclonais representam uma valiosa ferramenta no

desenvolvimento de novas terapêuticas e de produtos de diagnóstico in-vivo. Os meios ou tampões de pureza elevada são essenciais para a cultura de linhas celulares sensíveis que apresentam anticorpos monoclonais. Os níveis elevados de componentes orgânicos, inorgânicos e gases dissolvidos contaminantes podem causar um impacto directo ou indirecto na cultura, como por exemplo, alterações no pH, mas a maior preocupação em aplicações de culturas de células reside nos efeitos dos microrganismos contaminantes e os seus detritos e produtos associados de células biologicamente activas. A água utilizada em culturas de bactérias que apresentam anticorpos monoclonais deverá ter, pelo

menos, o grau de laboratório geral, com resistividade >10 MΩ-cm, TOC inferior a 50 ppb e uma contagem bacteriana inferior a 1 CFU/ml. Para culturas sensíveis de células de mamíferos, é recomendável a utilização de água apirogénica de Tipo I.

Cultura de tecidos vegetais

(micropropagação)

As técnicas de micropropagação permitem uma clonagem, a grande escala, de espécies de plantas e a produção de plantas isentas de doenças. Para minimizar os efeitos de espécies biologicamente activas potencialmente contaminantes, é recomendável a utilização de água (ultrapura) apirogénica de Tipo I.

PCR

– ver Biologia molecular

Cultura de células de

mamíferos e bacterianas

Uma cultura de células bem sucedida necessita de meios e tampões de elevada pureza para garantir que as células estão isentas de bactérias, leveduras e contaminantes virais. Os níveis elevados de componentes orgânicos, inorgânicos e gases dissolvidos contaminantes podem causar um impacto directo ou indirecto na cultura, por exemplo, alterações no pH, mas a maior preocupação

nas aplicações de culturas de células reside nos efeitos dos microrganismos contaminantes e os seus detritos e produtos associados de células biologicamente activas. É recomendável que a água utilizada para a cultura de células bacterianas seja, pelo menos, da qualidade de Tipo II com resistividade >10 MΩ-cm, TOC de <50 ppb e uma contagem bacteriana inferior a 1 CFU/ml, enquanto que a cultura mais sensível de células de mamíferos necessita de água (ultrapura) apirogénica de Tipo I.

Radioimunoensaio (RIA)

e Ensaio imunoabsorvente

ligado a enzima (ELISA)

As reacções de anticorpos utilizadas no ELISA são relativamente robustas e não necessitam, tipicamente, do nível mais elevado de pureza da água. A água de Tipo II com uma resistividade >10 MΩ-cm, TOC de <50 ppb e contagem bacteriana inferior a 1 CFU/ml é considerada adequada.

Aplicaç

ões de análise e pesquisa

Aplicações em Ciências da vida

21-22

Aplicações clínicas de cuidados

de saúde

Bioquímica clínica e

imunologia

(Ver secção 2 Diagnóstico clínico)

Nos laboratórios clínicos, a água deverá seguir as normas adequadas de qualidade da água; a mais relevante é o Tipo de água reagente para laboratório clínico (CLRW) do Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI) ( – ver página 65). A água utilizada para alimentar analisadores clínicos, ou em quaisquer procedimentos de preparação ou análise deverá ser de qualidade elevada, sendo produzida através de uma combinação de tecnologias de purificação. A qualidade da água exigida para analisadores clínicos é especificada pelo fabricante e terá, tipicamente, uma resistividade >10 MΩ-cm, TOC <50 ppb e níveis bacterianos <5 CFU/ml. No entanto, com o aumento de imunoensaios nas instalações de analisadores automatizados aumentam, igualmente, os requisitos para

qualidades bacterianas mais elevadas. Esta situação deve-se, essencialmente, ao facto de alguns ensaios utilizarem

marcadores de enzimas que podem ser afectados por subprodutos de bactérias existentes na água. Neste caso, é necessária uma especificação da bactéria <1 CFU/ml (para o analisador e não apenas a saída do sistema de água). Será necessária uma avaliação detalhada da distribuição e armazenamento da água. Recomendamos que entre em contacto com o especialista da ELGA mais próximo da sua área para obter conselhos sobre este assunto.

Endoscopia

Importantes aplicações nos cuidados de saúde podem exigir níveis muito baixos (tão baixos como 10 CFU/100ml) de bactérias. Em alguns casos, é necessária água com níveis muito baixos de endotoxinas para enxaguar endoscópios após a desinfecção. A água de grau Tipo III ou Tipo II pode ser utilizada com UV, ultrafiltragem e sanitização regular. Para aplicações importantes, é recomendado um sistema especial para alcançar os níveis necessários de Biopureza (por exemplo, o sistema BIOPURE da ELGA).

Aplicações em Ciências da vida

Técnica Sensibilidade Resistividade* MΩ-cm TOC ppb Filtro µm Bactérias CFU/ml Endotoxinas (UE/ml) Nuclease Grau de Água pura Cultura de células bacterianas Geral >1 <50 <0,2 <1 NA NA Laboratório geral Bioquímica clínica USP/EP

CLSI >2 >10 <500 <500 <0,2 <0,2 <1 <1 NA NA NA NA Laboratório geral Laboratório geral Electroforese Elevada >18 <10 UF <1 <0,005 ND Apirogénico

Ultrapuro Electrofisiologia Geral >1 <50 <0,2 <1 NA NA Laboratório geral ELISA Geral >1 <50 <0,2 <1 NA NA Laboratório geral Análise de endotoxinas Padrão

Elevada >1 >18 <50 <10 <0,2 UF <1 <1 <0,05 <0,002 NA ND Laboratório Apirogénico Apirogénico Ultrapuro Histologia Geral >1 <50 <0,2 <1 NA NA Laboratório geral Cultura hidropónica Geral >1 <50 <0,2 <1 NA NA Laboratório geral Imunocitoquímica Elevada >18 <10 UF <1 <0,002 ND Apirogénico

Ultrapuro Cultura de células de

mamíferos

Elevada >18 <10 UF <1 <0,002 ND Apirogénico Ultrapuro Meios de preparação Geral >1 <50 <0,2 <1 NA NA Laboratório geral Análise microbiológica Geral >1 <50 <0,2 <1 NA NA Laboratório geral Biologia molecular Elevada >18 <10 UF <1 <0,002 ND Apirogénico

Ultrapuro Investigação sobre anticorpos

monoclonais Geral Elevada >1 >18 <50 <10 <0,2 UF <1 <1 NA <0,002 NA ND Laboratório geral Apirogénico Ultrapuro Cultura de tecidos vegetais Elevada >18 <10 UF <1 <0,002 ND Apirogénico

Ultrapuro Radioimunoensaio Geral >1 <50 <0,2 <1 NA NA Laboratório geral

Aplicaç

ões de análise e pesquisa

Aplicações em Ciências da vida

* A 25°C NA - Não aplicável ND - não detectado Imagens a vermelho- impurezas importantes

23-24

Diagnóstico clínico

– impurezas específicas e os seus efeitos

em ensaios

SECçãO 2

A qualidade da água é extremamente importante no

diagnóstico clínico. A qualidade da água que esteja abaixo

dos níveis aceitáveis não só afecta a química dos ensaios,

como também pode afectar o funcionamento geral do

analisador que, por sua vez, irá reduzir a fiabilidade dos

resultados do ensaio e aumentar os tempos de calibragem

e os custos dos reagentes.

A água pode ser utilizada para muitas funções diferentes num analisador clínico, incluindo:

• Lavagem de cuvetas de reacção • Alimentação de estações de lavagem

para sondas e pás de agitadores • Diluição de reagentes, amostras

e detergentes • Banhos de incubadora • Uma interface entre seringa

e amostra

Uma água com pouca qualidade pode afectar o desempenho do analisador de várias formas, incluindo:

• Redução da exactidão do volume de medição com pipeta devido a partículas e bactérias

• Erros nas leituras fotométricas resultantes da interferência de partículas quando é utilizado um banho em água

• Contaminação na lavagem de cuvetas, passagem e marcas de água

• Contaminação na lavagem da amostra e sonda do reagente e passagem

• Afectar amostras e diluição causando erros e pouca estabilidade do reagente • Enquanto padrão zero (Ca, Mg,

PO₄, HCO₃, etc.) a estabilidade da calibração e a sensibilidade são reduzidas

• Nos sistemas de imunoensaios, os subprodutos bacterianos (principalmente fosfatase alcalina) podem interferir com alguns resultados de ensaios baseados em enzimas

A fiabilidade é talvez o aspecto mais importante da água para analisadores de patologia automatizados. Os laboratórios sem orçamento ou espaço para um sistema "duplex" (como segurança), necessitam de um design robusto que incorpore sistemas "contínuos" para serem utilizados na eventualidade de uma emergência ou falha nos sistemas.

Diagnóstic

o clínic

o

Estação de lavagem de cuvetas

Água de qualidade elevada e consistente para uma lavagem eficaz de cuvetas, eliminação de transferência e contaminação.

Banho de incubadora

Água isenta de bactérias e partículas para leituras fotométricas correctas e precisas.

Sonda de reagente e estação de lavagem

Água de qualidade elevada e consistente aumenta a estabilidade da calibração e elimina a contaminação cruzada amostra a amostra.

Sonda de Reagente e estação de lavagem

A qualidade elevada, consistente e isenta de bactérias, da água proporciona a estabilidade do reagente e elimina a contaminação de reagente a reagente.

Seringas de medição com pipeta

Água de elevada qualidade, isenta de partículas, para uma medição com pipeta mais correcta e precisa, quer da amostra quer do reagente.

Reservatório interno

Filtro de 0,2 mícron UV para um controlo e bacteriano e de partículas, reduzindo a contaminação bacteriana. 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6

Vista em diagrama de como a água purificada é utilizada numa análise clínica

25-26

Normas

internacionais

Uma vez que a água purificada é necessária em todas as indústrias e organizações de base científica, as autoridades nacionais e internacionais decidiram estabelecer normas de qualidade da água para diversas aplicações. As normas mais relevantes para o mercado de análises clínicas são as do Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), antigo National Committee for Clinical Laboratory Standards, (ver Secção 4: Normas de Água Purificada, para mais detalhes). Nos casos em que as aplicações são ainda mais exigentes do que as já estabelecidas, a ELGA colabora com a empresa de diagnóstico para especificar o grau de água correcto.

Clinical Laboratory Standards

Institute (CLSI) – "Preparation

and testing of reagent water

in the clinical laboratory" –

3ª Edição (1997) – Alterado

em 2006

As principais directrizes sobre água purificada na 3ªedição do CLSI

designavam três tipos principais de água (Tipo I-III), sendo o Tipo I o mais relevante para laboratórios clínicos e alimentação de instrumentos automatizados. Estes foram substituídos pelos termos Água Reagente para Laboratório Clínico (CLRW), Água Reagente Especial (SRW) e Água de Alimentação para Instrumentos. Ver página 65 para mais detalhes sobre estes tipos.

Tendências na química clínica

Maior eficácia, produtividade e melhoria dos custos efectivos são pontos que estão a ser alcançados através de procedimentos químicos clínicos automatizados. A automatização pode agora ser incorporada na identificação sofisticada de amostras, pré-análises (classificação de amostras, centrifugação, descamação e colocação em tubos secundários codificados para várias estações de trabalho on-line e off-line), sistemas de detecção para transferências de amostras para vários utilizadores e, finalmente, um sistema de armazenamento refrigerado para a retenção de amostras permitindo futuras investigações e ensaios.

Validação e monitorização

de tendências

A validação de sistemas de purificação da água está a tornar-se, cada vez mais, obrigatória, ou seja, têm que ser fornecidas provas concretas que confirmem que o sistema de purificação está a cumprir com os requisitos de uma utilização ou aplicação específica. A água deverá ser validada como "adequada para os objectivos pretendidos" e, as especificações de pureza deverão ser incorporadas no procedimento de validação de purificação da água. Estes dados são utilizados para documentar a capacidade do sistema no fornecimento de volumes adequados de água

purificada, dentro das especificações exigidas, tal como detalhado na especificação exigida pelo utilizador. Depois de validar a água como "adequada para o objectivo" é importante garantir que esta continua a cumprir com os requisitos necessários; tal é conseguido através da medição e documentação de parâmetros definidos dentro de intervalos regulares estabelecidos. Além disso, esta abordagem consegue detectar a deterioração dos componentes de purificação antes que tenha impacto na qualidade da água exigida. A deterioração num parâmetro medido, por exemplo, alterações na resistividade necessária ou TOC, indica a necessidade de manutenção do sistema ou mais investigação, para garantir que a especificação da água necessária está a ser cumprida. Além disso, é essencial registar parâmetros importantes dentro de um determinado período de tempo, para identificar alterações graduais na qualidade da água e permitir que possam ser tomadas medidas correctivas. Por exemplo, se os cartuchos de permuta iónica forem utilizados para além do seu período de duração, as impurezas que poderão interferir nas reacções da análise podem ser eluídas na água purificada a níveis que poderão não ser registados em sistemas de monitorização incorporados.

Diagnóstic

o clínic

o

Tipo I Tipo II Tipo III Máx. bactérias (CFU/ml) 10 1000 NE

pH NE NE 5,0 - 8,0

Mín. resistividade (MΩ-cm @ 25 °C) 10 1 0,1

Máx. SiO₂ mg/l 0,05 0,1 1

Componentes de Partículas Filtro de 0,2 μm NE NE Contaminantes orgânicos Carvão activado,

destilação ou osmose inversa

NE NE

27-28

nmols/l ou pmols/l e são detectadas por técnicas extremamente sensíveis. Quando comparados com testes/ensaios tradicionais, estes métodos actuais de detecção apresentam a vantagem de reduzir o número de ensaios que têm que ser realizados. No entanto, uma vez que estão mais sujeitos à interferência de contaminantes, é fundamental que a água possua o grau adequado, para que não contribua para este problema.

Regulamentações

Na maioria dos países, os laboratórios do sector público são aconselhados/regulamentados por um organismo homologado que estabelece normas e directrizes de trabalho. Apesar de não ser obrigatório para laboratórios do sector privado, a credibilidade e vantagens significativas obtidas fizeram com que um maior número destes laboratórios se registasse num organismo homologado; por exemplo, apesar de o Collegiate of American Pathologists (CAP) ser um organismo homologado nos Estados Unidos, muitos laboratórios noutros países também se candidatam ao registo no CAP. O CAP recomenda que a água de laboratório cumpra, no mínimo, com o grau padrão do CLSI para Água Reagente para Laboratório Clínico (CLRW).

As empresas de analisadores clínicos também possuem mais regulamentações através de organizações como a Federal Drug Association (FDA) e a Medical Devices Agency. As empresas de analisadores são, em última instância, responsáveis por garantir que os seus químicos são validados e que é utilizada água purificada de acordo com a norma adequada, de forma a que todos os resultados sejam rigorosos e reproduzíveis.

O efeito dos requisitos

de água pura

Pureza mais elevada

Os avanços das tecnologias de análise exigem que a água de alimentação seja de boa qualidade para manter elevados níveis de desempenho e fiabilidade. Uma vez que a água é virtualmente utilizada em todos os processos num analisador, é fundamental que a sua qualidade seja monitorizada e verificada para garantir a integridade dos resultados do ensaio. A integração de tecnologias múltiplas, num único analisador, para executar aplicações químicas e imunológicas necessita de água pura de elevada qualidade para ensaios imunológicos mais sensíveis. As amostras e volumes de reagentes mais pequenos reduzem os custos, mas necessitam de água com maior nível de pureza devido ao aumento da sensibilidade necessária para volumes de amostras mais pequenos.

Ensaios

O diagnóstico ou a extensão de determinadas doenças está associado aos níveis de proteínas específicas, designadas por biomarcadores, no sangue – por exemplo, níveis elevados de Tropinas significam arteriosclerose, peptídeos natriuréticos de tipo B (BNP) indicam doenças das artérias coronárias, AFP indicam carcinomas hepatocelulares, CA-19-9 está relacionado com o cancro do pâncreas e PSA é um marcador do cancro da próstata. Estas proteínas ocorrem geralmente em concentrações muito baixas, por exemplo,

Diagnóstic

o clínic

o

Possíveis contaminantes na água – fontes e tecnologias de purificação

Ensaio Clínico* Interferência * Fonte Remoção Cálcio total Fluoreto

Oxalato Sulfatos Sais de cálcio

Tratamento da água, geologia Folhas, vegetação Rochas, tratamento da água Rochas, tratamento da água

OI, PI OI, PI, CA OI, PI OI, PI Fosfatase alcalina Fluoreto

Oxalato Fosfato Sais de zinco Manganésio Arseniato Citrato EDTA Bactérias Endotoxinas Tratamento de água Folhas, vegetação

Rochas, detergente, tratamento de água

Rochas Rochas Rochas, pesticidas Citrinos

Processo químico, detergentes Tubagem/biofilme Tubagem/biofilme OI, PI OI, PI, CA OI, PI OI, PI OI, PI OI, PI OI, PI, CA OI, PI, CA

OI, filtro de 2 μm, UV, san OI, PI, UF

Creatina-quinase (CK) Agentes oxidantes Tratamento de água CA

Amilase Oxalato Citrato Fluoreto EDTA Folhas, vegetação Citrinos Tratamento de água

Detergentes do processo químico OI, PI, CA OI, PI, CA OI, PI OI, PI, CA Lactatodesidrogenase (LDH) Oxalato Ureia Folhas, vegetação Efluente OI, PI, CA OI, CA Fósforo Citrato Oxalato Citrinos Folhas, vegetação OI, PI, CA OI, PI, CA Nitrogénio ureico Citrato

Fluoreto (alta conc.)

Citrinos Tratamento de água

OI, PI, CA OI, PI Ferro Citrato de sódio

EDTA Fluoreto Oxalato

Citrinos

Processo químico, detergentes Tratamento da água, rochas Folhas, vegetação

OI, PI, CA OI, PI, CA OI, PI OI, PI, CA

Magnésio Citratos Citrinos OI, PI, CA

Triglicéridos Glicerina Químicos de preparação para o Inverno, plásticos OI, CA LDH Peróxido de hidrogénio Químicos de sanitização CA, UV Quaisquer reacções baseadas

na peroxidase Peróxido de hidrogénio Químicos de sanitização CA, UV

* Várias fontes incluindo: Tietz, Norbert W., ed., "Clinical Guide to Laboratory Tests", 2ª edição, 1990 e 4ª edição, 2006 W.B. Saunders Co.

29-30

Cuidados

de saúde

SECçãO 3

A limpeza e esterilização de equipamento médico

reutilizável está a tornar-se cada vez mais regulamentada

por directrizes da indústria e normas internacionais, à

medida que cresce a preocupação em relação ao controlo

de infecções nos hospitais e ao aumento de MRSA, hepatite,

CJD e outros organismos patogénicos resistentes. Existem

dois elementos fundamentais – a protecção das pessoas

(pacientes e pessoal) e a protecção do equipamento – a

serem considerados na esterilização de equipamento

médico reutilizável.

Protecção do paciente (evitar

a contaminação cruzada)

As encefalopatias espongiformes transmissíveis (TSE), também designadas de doenças priónicas, constituem um grupo de condições progressivas raras que afectam o cérebro e o sistema nervoso dos seres humanos e de alguns mamíferos. Causam uma deficiência gradual da função cerebral, incluindo alterações da memória, alterações da personalidade e problemas a nível motor,

sendo estas doenças (actualmente incuráveis) fatais. As doenças priónicas mais comuns no ser humano incluem a clássica Doença de Creutzfeldt-Jakob (CJD) e uma nova variante da Doença de Creutzfeldt-Jakob (vCJD), ambas relacionadas com a encefalopatia espongiforme bovina (BSE). Tipicamente, os indivíduos não apresentam sintomas da doença durante muitos anos após a contaminação, assim, durante esta fase de incubação, nem eles nem os seus médicos sabem que são potencialmente

infecciosos, excepto se pertencerem a um conhecido grupo de risco. Como o agente infeccioso que provoca a doença é muito estável e não fica inactivo através de métodos rotineiramente utilizados para limpar e esterilizar instrumentos, existe o pequeno risco de que a transmissão possa ocorrer durante uma cirurgia de rotina, nesses mesmos indivíduos, especialmente nos casos que envolvam o contacto com tecidos de risco elevado como o cérebro ou o sistema nervoso central. A luta contra estas infecções secundárias contraídas no hospital, também designadas por infecções nosocomiais e, em particular, a transmissão de doenças com base priónica fez com que, em alguns países, as autoridades de saúde e organismos profissionais regulamentassem o procedimento de descontaminação utilizado nos instrumentos médicos, incluindo os endoscópios.

De forma a prevenir a contaminação priónica, os profissionais de saúde devem garantir que os seus instrumentos e endoscópios estão sempre

impecavelmente limpos, desinfectados e prontos para utilização. A limpeza a fundo dos instrumentos é necessária para garantir que os agentes infecciosos aderentes são removidos juntamente com a matéria orgânica que os protege, permitindo um melhor contacto entre o desinfectante e quaisquer agentes infecciosos que tenham permanecido na superfície do instrumento ou no dispositivo médico.

Equipamento de protecção

Os contaminantes inorgânicos como a ferrugem, depósitos calcários e resíduos de aparelhos de limpeza podem, com o decorrer do tempo, danificar a superfície do instrumento médico e criar um habitat que facilite o crescimento bacteriano. Também o calor e alguns desinfectantes (alcoóis e aldeídos) são fixadores de tecidos e podem fazer com que as partes amovíveis de um dispositivo endureçam, se as superfícies não forem limpas a

fundo antes da esterilização/desinfecção. Poderão ser apresentados benefícios económicos nos casos em que a utilização de água de melhor qualidade reduziu o volume de agentes químicos de limpeza. Os requisitos típicos de qualidade da água incluem:

• Contagem Total Viável de Bactérias inferior a 10 CFU/100ml

• Níveis de endotoxinas inferiores a 0,25 UE/ml

• Condutividade inferior a 30 µS/cm • Os sistemas de enxaguamento de

água deverão ser regularmente desinfectados e validados para garantir que continuam a cumprir com a especificação da água • Deverão ser recolhidas, com

frequência, amostras de água para demonstrar o cumprimento Estas directrizes e normas foram introduzidas para minimizar o risco de infecção cruzada de uma gama de bactérias em pacientes, incluindo Micobactérias, Pseudomonas e Estafilococos. Cuidados de saúde ALFRED PASIEK A / SP L 90390_Pure_Labwater_Guide_84pp_PT.indd 30-31 8/7/09 17:29:08

31-32

Descontaminação de

endoscópios

A maioria dos instrumentos cirúrgicos é desinfectada através de um processo de limpeza, desinfecção térmica e esterilização; no entanto, os endoscópios e muitos outros instrumentos são termicamente instáveis. Incapazes de suportar temperaturas de 60 °C ou superiores, não podem, consequentemente, ser desinfectados e esterilizados termicamente.

Assim, os endoscópios são esterilizados através de um procedimento de desinfecção química e depois enxaguados em água purificada para remover todos os resíduos de desinfectante. Após a descontaminação, o equipamento deve ser manuseado com todo o cuidado para minimizar qualquer risco de nova contaminação.

Recentemente, a International Standards Organisation publicou normas (ISO 15883 parte 4) relativas aos requisitos e ensaios para desinfectantes de lavagem utilizando a desinfecção química para

endoscópios termoinstáveis. Estas normas regulam a utilização de água com uma especificação microbiana <10 CFU/100ml (testada em, pelo menos, duas amostras) e, se o dispositivo médico entrar em contacto com a corrente sanguínea ou outras áreas do corpo normalmente estéreis, as normas exigem que a água de enxaguamento final seja controlada e monitorizada dentro dos limites especificados por regulamentações nacionais (por exemplo, HTM0101 no Reino Unido, ou talvez a Farmacopeia dos Estados Unidos de "Água para Injectáveis" noutros países). Muitos países exigem uma especificação de endotoxinas <0,25 UE/ ml.

Para alcançar estas exigentes normas, é recomendada a utilização de um sistema de purificação da água que utilize a osmose inversa (OI) com UV recirculado e endotoxinas on-line. No entanto, o aspecto mais importante dos requisitos está na necessidade de utilizar um sistema de purificação da água que mantenha a biopureza através de uma sanitização simples e fácil.

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