Sechs Schritte zum sicheren Autoklavieren von Laborglasflaschen
Ein Autoklav ist ein spezielles Gerät zur physikalischen Desinfektion und Sterilisation durch eine Kombination aus Dampf, hohem Druck und Zeit. Dampf ist bei der Übertragung von Wärmeenergie (im Vergleich zu trockener Luft) bemerkenswert effektiv und kann eine Ladung bei 121 °C in nur 15 Minuten sterilisieren.
Die meisten Laborglasflaschen können autoklaviert werden. Dennoch gilt es, einige wichtige Unterschiede zwischen den im Labor verwendeten Glasprodukten und bewährte Verfahren bei der Durchführung eines Autoklavenzyklus zu beachten. In diesem Artikel beantworten wir häufige Fragen und geben Tipps zur sicheren Autoklavierung von Laborglasflaschen.
1. Können alle Laborglasflaschen autoklaviert werden?
Vor dem Autoklavieren von Laborflaschen muss geprüft werden, ob alle Glas- und Flaschentypen geeignet sind. Flaschen aus Borosilikatglas können sicher autoklaviert werden, da das Material eine hohe Beständigkeit gegen thermische Belastungen bietet. Beim Autoklavieren von Laborflaschen aus Kalknatron- oder Flintglas ist die Bruchgefahr wesentlich höher. Selbst wenn sie autoklaviert werden können, verfügt das Material nicht über die gleiche Sicherheitsspanne.
Kunststoffbeschichtete Laborflaschen können ebenfalls sicher autoklaviert werden, allerdings unterliegt das Beschichtungsmaterial während des Autoklaviervorgangs der Hydrolyse durch Dampf, sodass es in der Regel weniger Autoklavierzyklen standhält als unbeschichtete Glasflaschen. Glasbehälter sollten mit maximal 75 % der Nennkapazität befüllt werden, um ein Überlaufen durch das Ausdehnen der Flüssigkeit darin und eine mögliche Schaumbildung zu verhindern. Eine sichere Nennkapazität hängt allerdings auch von der Art der Flüssigkeit ab. Glasflaschen, die Wasser oder wässrige Puffer enthalten, können bis zur nominalen Füllstandlinie des Behälters befüllt werden. Flaschen, die zur Sterilisation von agarbasierten Medien verwendet werden, sollten nur bis zu 50 % des Fassungsvermögens befüllt werden.
2. Wie werden Laborflaschen in den Autoklaven geladen?
Beim Betrieb eines Autoklaven gilt zunächst die Empfehlung, persönliche Schutzausrüstung zu tragen. Zum Herausnehmen von Artikeln, insbesondere von heißen Glaswaren, sollten Sie einen vollständigen Augen- und Gesichtsschutz, geschlossene Schuhe und hitzebeständige Handschuhe tragen. Vermeiden Sie eine Überladung des Autoklaven, damit der Dampf für einen effektiven Sterilisationsprozess zirkulieren kann. Stellen Sie auch sicher, dass die Flaschen gereinigt wurden, bevor sie in den Autoklaven gestellt werden. So lässt sich verhindern, dass kontaminierende Substanzen an den Glasflaschenwänden anhaften.
„In große, schwere Flaschen, wie z. B. 20 Liter-Flaschen, sollte auch eine kleine Menge destilliertes Wasser (WFI oder gereinigtes Wasser) gefüllt werden, um die Dampferzeugung zu unterstützen, wenn sie trocken (leer) in einem Autoklaven sterilisiert werden.“
3. Wie sterilisiert man Glasflaschen mit Schraubverschluss?
Beim Sterilisieren oder Autoklavieren von Flaschen muss der Schraubverschluss mit maximal einer Umdrehung locker aufgesetzt werden. In einem geschlossenen Behälter dehnt sich der Inhalt aus und verursacht einen großen Druckunterschied (mehr als 4 bar absolut), was die Explosionsgefahr erhöhen kann. Außerdem können unzureichend abgeschraubte Verschlüsse während der Kühlphase ein Vakuum in der Flasche erzeugen.
Wenn die Flaschen nicht ordnungsgemäß entlüftet werden, kann die Flüssigkeit im Inneren während der Rückkühlphase nicht sieden, was zu einer Überhitzung über einen längeren Zeitraum führt. Verschließen oder bewegen Sie niemals Behälter mit überhitzten Flüssigkeiten. Wird der Verschluss locker aufgesetzt (1/2 Umdrehung), besteht kein Druckunterschied zwischen dem Dampf im Autoklaven und dem Inneren der Flasche. Flaschen mit dichten Verschlüssen können sicher autoklaviert werden, wenn der Dampfautoklav über eine Druckkompensation verfügt.
Bei konventionellen Autoklaven (ohne Druckkompensation) ist eine Membranentlüftungskappe eine sichere und bequeme Option. Durch die 0,2 µm dicke ePTFE-Membran findet ein Druckausgleich in zwei Richtungen statt, wobei die Kappe dicht verschlossen bleibt, um das Kontaminationsrisiko nach Abschluss des Autoklaviervorgangs zu verringern. Membranentlüftungskappen sollten nur für Flaschen mit maximal 3.500 ml verwendet werden.
Für GMP-Verfahren, medizinische Anwendungen oder für Flaschen mit einem Fassungsvermögen ab 5 Litern ist eine mit einem sterilen Entlüftungsfilter ausgestattete Kappe mit einem einzigen Anschluss besser geeignet als eine Membrankappe. So kann beispielsweise ein GL 45-Verschluss aus Edelstahl mit einem Port mit einem validierten, sterilen 0,2 µm, 50 mm Scheiben- oder Kapselfilter in Pharmaqualität verwendet werden. Diese Option empfiehlt sich besonders für größere Flaschen mit einem Fassungsvermögen ab 2 Litern.
4. Sollten die Flaschen vor dem Autoklavieren oben mit Alufolie abgedeckt werden?
Dies ist in vielen Forschungslaboren gängige Praxis, wird aber die Halsöffnung von Glasbehältern mit Folie abgedeckt, ist die ordnungsgemäße Sterilisation dieser Artikel insgesamt fraglich. Die Folie muss lose aufgebracht werden, damit der Dampf eindringen kann, und bietet nach der Sterilisation keinen Schutz vor Kontamination.
5. Wie lange sollte ein Autoklavierzyklus dauern?
Die Dampfsterilisation wird je nach Anwendung bei +121, +126 oder +134 °C empfohlen. Hinweise finden Sie in der britischen Norm BS EN 285:1997 8.3.1: „Die Haltezeit muss bei Sterilisationstemperaturen von 121 °C, 126 °C bzw. 134 °C jeweils mindestens 15 min, 10 min und 3 min betragen.“
Es empfiehlt sich, mit einem biologischen oder chemischen Indikator zu bestätigen, dass der Autoklav ordnungsgemäß funktioniert. Ergibt die Prüfung eines Indikators ein negatives Ergebnis, muss der Autoklav untersucht werden, um das Problem zu identifizieren und zu beheben. Es ist auch wichtig, die Ladung erneut zu autoklavieren, sobald das Problem behoben ist, um die Sterilität zu gewährleisten.
Das Autoklavierband kann auch auf Artikeln angebracht werden, wobei die Markierungen auf dem Band sichtbar werden, sobald die kritischen Temperaturen erreicht sind. Im Gegensatz zu anderen Methoden, wie z. B. biologischen Indikatoren, lässt sich die Sterilisation nicht mit dem Autoklavierband bestätigen. Stattdessen kann es dazu verwendet werden, autoklavierte von nicht autoklavierten Artikeln zu unterscheiden.
Treten Sie beim Entladen des Autoklaven zur Seite, um Gesicht und Körper von der Tür und dem Dampf fernzuhalten. Sofern möglich wird empfohlen, die Tür zu öffnen und 10 Minuten zu warten, um die Artikel abkühlen zu lassen. Lassen Sie autoklavierte Materialien vor dem Transport immer auf Raumtemperatur abkühlen.
6. Wie oft können Laborflaschen autoklaviert werden?
Die Anzahl der Autoklavierzyklen für ein Produkt hängt vom Glasflaschentyp, der autoklaviert wird, ab. Flaschen aus Kalknatronglas und kunststoffbeschichtete Flaschen halten weniger Autoklavierzyklen aus als unbeschichtete Laborflaschen aus Borosilikat 3.3.
Trotz der ausgezeichneten Beständigkeit von Borosilikat 3.3 gegen thermische Belastungen können diese Flaschen im Laufe der Zeit beschädigt werden und eignen sich dann nicht mehr zum Autoklavieren, denn die Hauptzugfestigkeit von Borosilikatglas beruht auf der Beschaffenheit seiner Oberfläche. Wenn das Glas auch nur submikroskopisch zerkratzt ist, nimmt seine Festigkeit stark ab. Während also Flaschen mit unzerkratzter Oberfläche wiederholte Druckzyklen sicher überstehen, ist dies bei älteren Flaschen nicht der Fall.
Leider lässt sich nicht vorhersagen, wann ältere Flaschen zerbrechen. DWK Life Sciences empfiehlt daher den routinemäßigen Austausch von Artikeln und eine gründliche Sichtprüfung jedes Artikels vor der Verwendung auf Kratzer, Absplitterungen oder andere Mängel. Im Fall von Mängeln sollte das Produkt sofort ausgetauscht und entsorgt werden.
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