As bactérias em água purificada podem causar graves problemas ao usuário de laboratório. Elas podem interferir diretamente com as aplicações microbiológicas e bio-moleculares e também, entre outros, interferir com os filtros de bloqueio, ocupar lugares ativos em reações sólido-líquidas e atuar como fonte de contaminação orgânica

Várias tecnologias de purificação, tanto individuais como em série, removem ou degradam as bactérias e os respectivos produtos secundários

Depois de removidas as impurezas químicas orgânicas e inorgânicas, ainda pode ocorrer crescimento bacteriano, apesar de a água muito pura fornecer um ambiente extremamente difícil com um conteúdo mínimo de nutrientes. Os vestígios de resíduos de impurezas, materiais de construção em contato com a água pura ou detritos de bactérias mortas podem funcionar como fonte de alimento e biofilmes.

Se este crescimento bacteriano não for minimizado, pode causar dificuldades significativas no funcionamento diário do laboratório. As bactérias em si não são o único problema; elas também produzem endotoxinas e nucleases. As endotoxinas são fragmentos de membranas celulares libertadas durante o metabolismo celular bacteriano e quando a célula morre.

As endotoxinas, os pirogênios mais comuns, são poderosos estimulantes imunes, que elevam a temperatura corporal se injetados na corrente sanguínea. Também causam interferências graves em muitas técnicas laboratoriais em que a água ou reagentes preparados entram em contacto com DNA ou RNA e podem ser afetados por nucleases na água.

O que é um biofilme?

As colônias de células bacterianas em biofilmes segregam um revestimento de polissacarídeos pegajoso e viscoso.

O revestimento de polissacarídeos: favorece a anexação de outros organismos; é uma armadilha para os nutrientes; protege o biofilme.

Tecnologias de purificação

Várias tecnologias de purificação, tanto individuais como em série, removem ou degradam as bactérias e os respectivos produtos secundários. A resina de troca aniônica inativa as bactérias e pode reduzir o tVc em mais de 95%. As espécies com carga, tais como endotoxinas, são efetivamente atraídas por aniões e resinas de leito misto durante a maior parte do tempo de vida útil da resina. Mesmo concentrações de endoxinas tão elevadas como 10.000 eu/ml podem ser removidas. As resinas necessitam ser substituídas assim que começam a ficar saturadas, para evitar nova libertação destes contaminantes para a água.

Os microfiltros e ultramicrofiltros, com cortes de 0,2 e 0,05 μm respectivamente, são excelentes para remover micro-organismos, mas menos eficazes para remover endotoxinas. Apenas filtros com carga positiva ou ultrafiltros são altamente eficientes na remoção de endotoxinas.

A exposição à luz ultravioleta é também muito eficaz na destruição de micro-organismos. Doses relativamente baixas de luz ultravioleta reduzem bastante os níveis bacterianos globais, minimizando o desafio a jusante dos processos de purificação. A luz UV, com comprimento de onda de 254 nm, inativa inicialmente as células bacterianas, impedindo-as de se replicarem; são letais doses mais elevadas.

A luz UV, com comprimento de onda de 185 nm, também oxida as endotoxinas e outras moléculas grandes, tais como RNase e DNase, particularmente difíceis de remover da água para aplicações bio-moleculares. A autoclavagem inativa a DNase mas não a RNase, e enquanto que os tratamentos químicos com DePc removem ambas, é tóxica, dispendiosa, morosa e gera contaminação iônica e orgânica. No entanto, a combinação da foto-oxidação com 185 nm de luz UV, seguida de um ultrafiltro, remove ambas as enzimas, assim como as endotoxinas e bactérias.

Tecnologias utilizadas para controlar micro-organismos

✓✓✓ excelente remoção
✓✓ Boa remoção
✓ Remoção parcial
* Eficiência elevada inicial

Recirculação

Um sistema dinâmico de armazenamento de água, no qual toda a água purificada, incluindo o conteúdo de qualquer reservatório, é recirculado através de tecnologias de purificação ativas, é preferível para armazenamento da água de forma estática num reservatório. A recirculação da água interrompe o estabelecimento de colônias e biofilme e permite a exposição repetida à luz UV e/ou passagem através de um filtro, assegurando que o nível de fundo dos organismos permanece baixo.

Como o processo de recirculação pode aquecer ligeiramente a água, a recirculação periódica (p. ex., 5 minutos por hora) pode ser utilizada para minimizar este efeito. Níveis de contaminação muito abaixo de 1 UFc/ml são usualmente observados durante longos períodos com esta abordagem.

Higienização

Para manter a integridade bacteriana a longo prazo, é importante higienizar periodicamente o sistema de purificação de água.

A abordagem mais comum é a utilização de um oxidante como o cloro ou o ácido paracético. Ao eliminar diretamente as bactérias, também interrompe o biofilme no sistema. É essencial que o sistema seja higienizado, deste modo, o máximo de vezes possível.  Esta ação minimiza o novo crescimento bacteriano subsequente e reduz a necessidade de higienizações frequentes. Quando em funcionamento com regimes de manutenção planeados e protocolos de higienização, a purificação de água e o sistema de armazenagem podem produzir água com especificações bacterianas e de endotoxinas baixas durante o respectivo tempo de vida de funcionamento.

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