Die Auswahl des richtigen Laborwassers für Sequenzierungen

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Reinstwasser ist ein ausgezeichnetes Lösungsmittel. Es wird durch die Umwelt und/oder Behälter kontaminiert. Reinstwasser, das in einem Behälter aufbewahrt wird, absorbiert beispielsweise sehr schnell atmosphärisches CO₂, woraus Carbonsäure und danach Bicarbonat und Carbonat gebildet wird, sodass der pH-Wert in den sauren Bereich übergeht. Der Widerstand von Reinstwasser kann nach nur einer Stunde von 18 auf 4 MOhm·cm abfallen. Diese pH-Änderung würde nachteilige Auswirkungen auf den Sequenzierprozess haben. Für Ionen-Halbleiter-Sequenzierplattformen ist daher Reinstwasser direkt aus einem Wasseraufbereitungssystem erforderlich. Nach der Entnahme wird das Wasser mit hochreinem Stickstoffgas versetzt, um eine Lösung von atmosphärischem CO₂ zu vermeiden.

Bei Metagenopolis wurden über zwanzig Sequenzierläufe auf der Ion-Proton-Plattform (Thermo Fisher Scientific) unter Verwendung von Reinstwasser aus einem Milli-Q-Integral-System (Merck Millipore) erfolgreich durchgeführt.

Die Wasseraufbereitung erfolgt generell in zwei Schritten: Vorbehandlung und Reinstwasseraufbereitung. Die Vorbehandlung entfernt den Großteil der Verunreinigungen aus dem Wasser – normalerweise 95 bis 99%. Die Reinstwasseraufbereitung entfernt anschließend die nach der Vorbehandlung verbliebenen Kontaminationen im Spurenbereich. Es gibt keine alleinige Technologie, die zuverlässig alle Verunreinigungen aus dem Wasser entfernen kann. Daher wird bei jedem Aufbereitungsschritt eine Kombination von Technologien eingesetzt, um das bestmögliche Wasser zu erzeugen (s. Abb. 1).

Anforderungen an Wasseraufbereitungssysteme

Die Qualität von Laborwasser wird üblicherweise anhand von zwei Parametern überwacht: Widerstand und Gesamtgehalt an organisch gebundenem Kohlenstoff (TOC):

• Der Widerstand gibt den Ionengehalt des Wassers an. Leitungswasser enthält typischerweise Ionen im ppm-Bereich (parts per million; gleichwertig mit mg/l). Nach dem Vorbehandlungsschritt fällt dieser Gehalt in den ppb-Bereich (parts per billion; gleichwertig mit µg/l) und wird durch die Reinstwasseraufbereitung weiter in den ppt-Bereich (parts per trillion; gleichwertig mit ng/l) oder da­runter reduziert.

• Der TOC-Gehalt gibt die organische Kontamination des Wassers an. Leitungswasser enthält typischerweise organische Verunreinigungen im ppm-Bereich. Nach dem Vorbehandlungsschritt fällt dieser Gehalt auf unter 50 ppb und wird nach der Reinstwasseraufbereitung auf unter 5 ppb reduziert.

Die beiden Aufbereitungsschritte können in einem einzigen Wasseraufbereitungssystem kombiniert werden, wie es beim Milli-Q-Integral-System der Fall ist. Für Sequenzierprozesse kann an der Entnahmestelle des Wasseraufbereitungssystems zusätzlich ein Endfilter, ein 0,22-µm-Filter zur Abscheidung von Partikeln und Bakterien oder ein Ultrafilter zur Abscheidung von Nukleasen und anderen Abbauprodukten von Bakterien, installiert werden.

* Dr. E. Riché: Millipore SAS, 78280 Guyancourt/Frankreich

* *Dr. S. P. Kennedy: MetaGenoPolis NGS platform MetaQuant, INRA, 78350 Jouy-en-Josas/Frankreich

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