Importância_da_Água_no_Laboratório___Tecnologias_de_Purificação_e_Impactos_na_Qualidade_dos_Resultados_Analíticos

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Tecnologias de Purificação e Impactos 
na Qualidade dos Resultados 
Analíticos
Importância da 
Água no 
Laboratório:
2
Victor Dias
Assistente de vendas digitais | Milli-Q® Lab Water Solutions | Merck
 Estudante de Engenharia Química na Universidade de São Paulo 
– EEL USP
 Experiência em purificação de água com atuação em serviços e 
vendas na linha Milli-Q®
Dúvidas?
3
Dúvidas?
1 A água no laboratório
2
3
4
Tecnologias de purificação
Impactos da qualidade da água 
nos resultados analíticos
Monitoramento da qualidade da 
água
Tópicos
Dúvidas?
Expectativas
Com esta apresentação espero que você possa:
Identificar os principais contaminantes da água e como são monitorados
Compreender os diferentes tipos de água e suas principais aplicações
Conhecer as principais tecnologias de purificação da atualidade
Conscientizar-se sobre os impactos que uma baixa qualidade de 
água causa no laboratório
1
2
3
4
Dúvidas?
A água no 
laboratório
01
Dúvidas?
A Água é o 
Principal 
Reagente
no 
laboratório
7
7
Dúvidas?
Os diversos papéis da água nos laboratórios analíticos
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Preparação de 
padrões, 
tampões
Para LC-MS: 
Preparação de 
fase móvel, 
reagentes
Brancos
Lavagem e rinsagem 
de vidarias de 
amostrar, reagentes 
etc.
Preparação de 
amostras 
(dissolução, 
diluição…)
Para ICP-MS: Usada (em 
conjunto) rinsagem, limpeza 
(cones, nebulizador…)
Dúvidas?
Preparo de meios 
de cultura
E MUITO MAIS
Potenciais efeitos do uso de água com qualidade inadequada
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Resultados 
imprecisos 
e incorretos
Em 
cromatografia: 
Redução da vida 
útil da coluna
Dificuldades na 
interpretãçao 
dos resultados
Perda de 
amostras e 
reagentes
Necessidade 
de repetir 
análises
Tempo gasto 
investigando a 
raíz do problema
Danos aos 
instrumentos
Dúvidas?
Dúvidas?
O uso da qualidade de 
água ideal é um 
elemento chave para 
evitar problemas
 Íons
− Cátions (Na+, Ca2+, ...)
− Ânions (Cl- , SO4
3- ,...)
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Por que é necessário purificar a água?
A água é chamada de solvente universal – E cumpre muito bem 
este papel 
Principais contaminantes da água 
 Particulados e coloides 
− Sílica, poeira, areia, resíduos de tubulações
 Microrganismos e seus subprodutos
− Bactérias, endotoxinas, proteínas, enzimas
 Orgânicos
− Naturais: Ácidos orgânicos
− Artificiais: Pesticidas, resíduos de medicamentos
 Gases dissolvidos
− CO2, N2
Dúvidas?
Monitoramento 
da qualidade da 
água
02
Dúvidas?
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Monitoramento da qualidade da água
Pureza iônica 
(Resistividade / 
Condutividade)
Pureza 
orgânica 
(TOC)
Condutividade
(µSiemens/cm) Constante
De Faraday
Concentração de 
cada espécie 
iônica (eq/ml)
Valencia
Mobilidade
(cm2 V-1 s-1)
Condutividade iii zcF m=
Condutividade teórica mínima = 0.055 µS/cm a 25°C
[H3O
+] = [OH-] = 10-7 M
Resistividade 

R
1
=
Dúvidas?
Operação de um monitor de TOC
Dúvidas?
185/254 nm
UV Lamp
EletrodosVálvula 
Solenoide
Termistor
C
o
n
d
u
ti
v
id
a
d
e
Purga
Medição 
da cond.
inicial Oxidação
Purga
Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 4
Válvula 
aberta
Válvula fechada Válvula
aberta
Lâmpada
Ligada
Lâmpada
ligada
Lâmpada
desligada
D C
Esquema do monitor de TOC Processo de medição do TOC
Célula de 
Quartzo 0.5 ml
Tipo 3
Classificações para água grau reagente (ASTM® D1193) 
Tipo 1
Tipo 2
▪ Ultrapura
▪ Aplicações críticas
HPLC, LC-MS, ICP-MS, 
GFAA, Biologia molecular e 
celular
▪ Pura
▪ PW
▪ Deionizada 
▪ Aplicações padrão
Meios de cultura, preparação 
de reagentes e tampões, 
lavadoras, autoclaves etc.
▪ Pura
▪ de Osmose
▪ Necessidades básicas
Rinsagens (não críticas), 
banhos-maria etc.
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Dúvidas?
Tecnologias de 
purificação
03
Dúvidas?
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Visão geral de um Sistema de purificação de água
Íons: ppm sub-ppb ppt
Orgânicos: ppm < 50 ppb < 5 ppb 
Dúvidas?
PolimentoProdução
Água 
potável
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Para produzir água é necessário combinar várias 
tecnologias de purificação e monitoramento
Dependendo da qualidade da água de alimentação, mais etapas de 
pré-tratamento são necessárias. A qualidade desta água é essencial 
para a qualidade final
Água ultrapura
(Tipo 1)
Água 
potável
Água pura
(Tipo 2)
(Milli-Q® IQ 7003)
Pré-tratamento
RO
Lâmpada UV 
Bactericida
EDI
Lâmpada UV 
foto oxidativo
Cartucho de 
polimento
Dúvidas?
Água pura
(Tipo 3)
• A – Carvão ativado: remoção de cloro.
• B – Ultrafiltração (5µm) para remoção de 
coloides e particulados.
• C – Polifosfato para a redução da Dureza 
da água de entrada
Etapa desenhada para a proteção da membrana de osmose reversa
Pré-tratamento
Dúvidas?
Filtro multimídia
(particulados)
Abrandador
(dureza)
Ultrafiltro
(particulados)
Osmose Reversa
Primeiro falando de osmose natural
Dúvidas?
Osmose Reversa
Alta eficiência e baixa seletividade
R
e
je
ito
Cartucho de RO
Remove 95-99% dos 
contaminantes
Íons; Partículas; Bactérias;
Moléculas orgânicas.
Baixa manutenção
Sensível a cloro, dureza e 
particulados
Alta vazão 
de rejeito
Dúvidas?
Eletrodeionização
Eficiência na remoção de íons em um processo auto regenerável
Dúvidas?
https://www.youtube.com/watch?v=Unzdy5Tw7oU
https://www.youtube.com/watch?v=Unzdy5Tw7oU
Lâmpada UV Bactericida
Lâmpada de LED com maior eficiência bactericida - 265nm
Lâmpada com mercúrio em baixa pressão≈254 nm
• Maior eficiência bactericida em 
265nm.
• Previne o crescimento bacteriano
• Ecologicamente correta por ser 
livre de metais pesados, facilitando 
manuseio e descarte.
Curva de eficiência germicida
Lâmpada LED (Nitreto de 
Alumínio) com pico de emissão 
em 265 nm
Comprimento de onda
Dúvidas?
Armazenamento da água Tipo 2
Importância de se mitigar qualquer fonte de contaminação
• Módulo de sanitização automática
• Recirculação 
• Filtro de respiro 
• Transbordo elétrico
• Sensor de nível não invasivo
• Sem válvulas para coleta
• Formato cilíndrico com fundo cônico
para completa drenagem
• Construção em polímero com baixo 
nível de extraíveis
Fatores importantes
Dúvidas?
Etapa de polimento
Produção de água ultrapura partindo da água do tanque (tipo 2)
UV 
fotoxidativo
(172 ou 185 nm)
Resinas de troca
iônica e carvão
ativado
Moléculas
orgânicas são
oxidadas e 
transformadas em
íons
Bactérias
Pirogênios
Nucleases
Proteases
Bactérias
Particulados Disruptores
endócrinos
Orgânicos
voláteis
Análises de 
traços
orgânicos
Análises de 
traços
elementais
(ppt)
Íons gerados na
etapa anterior 
(e outros) são
retidos pelas
resinas
Dúvidas?
Visão geral
Contaminantes removidos por cada etapa de purificação
Dúvidas?
RO EDI
UV 
265 ou 254 nm
UV 
172 ou 185 nm
Troca iônica Carvão ativado Filtro final 0.22 µm 
Orgânicos X X X
Íons X X X
Partículas X X
Bactérias X X X
(Sistema Milli-Q® IQ 7003)
Impactos da 
qualidade da água 
nos resultados 
analíticos
04
Dúvidas?
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A água deve estar livre de qualquer 
contaminação que possa comprometer 
os resultados:
▪ Livre dos analitos de interesse (ou que possam 
interferer nos resultados)
▪ Livre de contaminantes que possam 
interferir na performance da instrumentação 
analítica Dúvidas?
Aplicações padrão
Lavagem e rinsagem de vidrarias
Dúvidas?
Vidraria 
contaminada
Amostras 
contaminadas
Lavagem em lavadora Lavagem com CH3CN e água ultrapura
Ao trabalhar com análises de traços é melhor se evitar o uso de detergentes pois 
traços podem se aderir a superfície. Por outro lado, é importante realizar múltiplas 
rinsagens com água ultrapura
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Consideração importante: Armazenamento de água ultrapura
Contaminantes do 
ambiente
Contaminantes do 
recipiente
Orgânicos voláteis
Íons (Na+…)
Bactérias
Dica: Use Água 
recém dispensada 
sempre que possível
Dúvidas?Gases
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Água ultrapura armazenada em recipientes plásticos
Dica: Evitar 
recipientes plásticos 
em LC-MS
Água ultrapura armazenada 
em recipiente de polipropileno
Água ultrapura armazenada 
em frasco âmbar
Dúvidas?
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Efeitos dos contaminantes da água em HPLC e LC-MSOrgânicos Íons Bactérias
• Se comportam 
como partículas 
(geram pressão de 
retorno)
• Geram 
subprodutos 
orgânicos e 
iônicos
Partículas
• Danos ao injetor e 
bomba do HPLC
• Aumenta a pressão 
de retorno no 
sistema
 Formação de 
picos 
inesperados
• Ruídos na linha de 
base
• Picos “fantasmas”
• “Poluição” da 
coluna (redução 
da vida útil)
Dúvidas?
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Efeitos do TOC nas linhas de base em HPLC
2 ppb
5 ppb
9 ppb
13 ppb
20 ppb
Dúvidas?
34
Efeitos da contaminação iônica em espectrômetro de massa
96% água tipo 1, 4% ACN 96% água tipo 1 + NaCl, 4% ACN
➢ Formação de picos 
adutos de Na+ e 
picos adicionais
Dúvidas?
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Efeitos dos contaminantes da água em análises elementares
Íons Bactérias
• Podem gerar íons, 
metais, moléculas 
orgânicas
• Comportam-se 
como partículas
Partículas
• Pode causar 
entupimentos no 
nebulizador, formar 
depósitos na tocha
 Interferência nos 
resultados do 
analito de interesse 
– baixa 
repetibilidade
Orgânicos
• Pode formar 
depósitos na tocha 
ou na interface com 
o M
Dúvidas?
Dúvidas?
A qualidade de água 
ideal é aquela que te 
permite trabalhar 
com tranquilidade
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▪ A água é muito importante no laboratório e sua qualidade deve ser levada em 
consideração assim como outros reagentes no laboratório;
▪ Diferentes aplicações requerem qualidades de água diferentes. Para alcançar 
resultados confiáveis é necessário o uso do tipo correto de água; 
▪ Para obter uma qualidade de água consistente é necessário combinar 
uma série de tecnologias de purificação e de monitoramento;
▪ Considerar o fator Ambiental é essencial;
Conclusões
Dúvidas?
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Que tipo de água eu devo utilizar? Como definir o melhor Sistema?
Dúvidas?
Obrigado!
victor.a.dias@merckgroup.com