Die moderne Zentrifuge: Ein unverzichtbares Werkzeug der Bioforschung
Werfen Sie einen genaueren Blick auf diesen allgegenwärtigen Motor der Bioforschung, die moderne Zentrifuge, und ihre Versiegelungstechnologie, die das Entweichen selbst eines Moleküls pathogenen Materials verhindern kann. Als die Zentrifuge vor 150 Jahren als neue Methode zur Trennung von Sahne von Milch aufkam, sorgte sich niemand um Laborlecks. Die Zeiten haben sich geändert. Die Zentrifuge ist zu einem Arbeitstier in den Lebenswissenschaften geworden. Eine verheerende Pandemie hat weltweit mehr als sechs Millionen Menschen das Leben gekostet. Sorgen über potenzielle Laborlecks sind jetzt prominent, und moderne Zentrifugendesigns gehen große Anstrengungen ein, um die Sicherheit derjenigen zu gewährleisten, die mit ihnen arbeiten.
Bedeutung der Versiegelungstechnologie
Es lohnt sich also, einen genaueren Blick auf diesen allgegenwärtigen Motor der Bioforschung zu werfen. Wir werden uns auf eine besondere Funktion konzentrieren, die von größter Bedeutung ist, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten: die Versiegelungstechnologie, die das Entweichen selbst eines Moleküls pathogenen Materials verhindern kann.
Bemerkenswerte Laborvorfälle
Erinnern wir uns auch an einige der schwerwiegenderen Unfälle, die in den letzten Jahrzehnten passiert sind. Wir können mit der 'Russischen Grippe'-Pandemie von 1977 beginnen, die schätzungsweise 700.000 Menschen tötete, ein Ausbruch, der wahrscheinlich durch ein Laborleck in Nordostasien verursacht wurde. Ein weiteres Ereignis ereignete sich 1994 in New Haven, Connecticut, glücklicherweise ohne Todesfälle. Ein Forscher, der in der BLS-3-Anlage der Yale University School of Medicine arbeitete, erkrankte an einem ungewöhnlichen hämorrhagischen Fieber. Es war zwei Wochen nach dem Zerbrechen eines Reagenzglases mit einer Sabia-Arenaviruskultur, während der Forscher eine Zentrifuge benutzte. Bis dahin war das Sabia-Arenavirus nur in den tropischen Regionen Südamerikas gefunden worden. Das Auftreten der Infektion in Connecticut löste daher Alarm aus. Der Forscher wurde behandelt und erholte sich, während der Vorfall zu neuen Praktiken und Verfahren führte, die zu den Biosicherheitsprotokollen von Yale hinzugefügt wurden.
Pathogene Ereignisse im neuen Jahrtausend
Dann begann das neue Jahrtausend, und ein bedeutendes pathogenes Ereignis nach dem anderen trat scheinbar in schneller Folge auf. 2002-2003 gab es das SARS-Virus (ein Cousin dessen, was später Covid-19 verursachen würde). Wenig später war es die H5N1-Vogelgrippe, und ein paar Jahre später die Schweinegrippe. Dann kam der Ebola-Ausbruch im Jahr 2014, gefolgt von MERS im Jahr 2015. Alles nur ein Vorspiel zu The Big One, Covid-19, gefolgt von Varianten wie Omicron und anderen.
Alarmierend, wurden Epidemien von Lassafieber und Denguefieber während dieser Zeit auch in den sozialen Medien gemeldet. Auch wenn sich diese Ausbrüche weitgehend auf bestimmte Länder in Afrika beschränkten, verstärkten die Berichte die Besorgnis der Öffentlichkeit darüber, was in all diesen Bioforschungseinrichtungen auf der ganzen Welt vor sich geht.
Mpox, eine völlig andere Angst, tauchte 2022 auf. Aber nach einer Reihe alarmierender Nachrichtenberichte verschwand die Vorstellung, dass mpox zu einer weit verbreiteten Epidemie werden könnte, schnell.
Die Dringlichkeit der Verschärfung der Biosicherheit im Labor
Angesichts all dieser pathogenen Bekanntheit in relativ kurzer Zeit ist es kein Wunder, dass die Notwendigkeit, die Biosicherheit im Labor zu verschärfen, als dringend angesehen wird. Aber es kann keine Verringerung der Laborarbeit geben. Neue Krankheiten erfordern neue Antibiotika, und da sich Mikroben ständig entwickeln und mutieren, ist zunehmende Antibiotikaresistenz eine endlose Herausforderung.
Um diesen Punkt zu betonen, hat die American Biological Safety Association eine tiefgehende Analyse der Daten zu bekannten Laborlecks durchgeführt und sie mit den beteiligten spezifischen Pathogenen korreliert, die 50 Jahre zurückreichen.
OHAUS Zentrifugen: Stand der Technik
Nun, wenn wir unsere Aufmerksamkeit auf spezifische Maschinen richten, können wir als Beispiel eine Reihe von Laborzentrifugen der OHAUS Corporation nehmen. Sie sind in Deutschland entworfen und repräsentieren heute den Stand der Technik in der Branche. Diese Maschinen sind besonders gut auf die Bedrohung durch luftgetragene Pathogene abgestimmt, die natürlich in geschlossenen Räumen besonders gefährlich sind. Die Zentrifugation, wie jeder Laborprozess wie Mischen, Mahlen, Schütteln, Rühren oder Beschallen, kann Pathogene in die Luft abgeben, daher müssen strenge Sicherheitsvorkehrungen in das Design integriert werden.
Insbesondere bei der Hochgeschwindigkeitszentrifugation besteht ein erhöhtes Risiko, dass Aerosole erzeugt und freigesetzt werden können, wenn ein Röhrchen unverschlossen ist oder bricht, oder der Rotordeckel nicht Bioseal ist (der Begriff, den OHAUS für seine Versiegelungstechnologie verwendet). Die meisten Modelle der OHAUS Frontier™ 5000-Serie bieten Bio-Containment-Zubehör wie Bioseal-Winkelrotoren für Mikroröhrchen und Bioseal-Eimer, die mit Ausschwingrotoren für größere Probenvolumina verwendet werden. Bevor sie auf den Markt kamen, wurden die Bioseal-Rotoren von OHAUS strengen Tests durch das Deutsche Institut für Normung (DIN) unterzogen und erhielten dann die Zertifizierung als Erfüllung der relevanten internationalen Norm, DIN EN 61010-2-020:03-2007.
Zertifizierung und Versicherung
Eine solche Versicherung ist wichtig, da die Mikrobiologen, Lebenswissenschaftler und andere Fachleute, die wichtige Verfahren im Labor durchführen, insbesondere auf den Stufen BSL-3 und BSL-4, sich regelmäßig potenziell gefährlichen Mikroben nähern. Sie tun dies zum Nutzen der Allgemeinheit und verdienen dafür großen Respekt. Die Sicherheit und Zuverlässigkeit ihrer Ausrüstung sollte das geringste ihrer Bedenken sein.
Der menschliche Faktor in der Biosicherheit
Allerdings darf bei der Diskussion über Biosicherheit im Labor niemals der Faktor Mensch außer Acht gelassen werden. Deshalb zielen internationale Organisationen sowie lokale Verbände und führende Hersteller der Branche alle darauf ab, das Bewusstsein für gute Standards und Laborpraktiken zur Verbesserung der Sicherheit zu schärfen. Fehler sind natürlich bei allen menschlichen Bestrebungen unvermeidlich, aber durch häufige Hinweise kann man sie auf ein Minimum reduzieren. Und die offensichtlichsten im Fall von Laborzentrifugen sind:- Den Rotordeckel richtig sichern
- Den Rotor nicht überladen
- Sicherstellen, dass die Eimer richtig eingehängt sind und frei schwingen können
- Keinen Ausschwingrotor ohne Eimer starten
- Die Zentrifugenröhrchen im Rotor ausbalancieren
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