Ein Autoklav ist ein Spezialgerät, das eine physikalische Methode zur Desinfektion und Sterilisation bietet. Der Prozess wird durch eine Kombination aus Dampf, Hochdruck und Zeit erreicht. 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 Laborflaschen aus Glas sind für das Autoklavieren geeignet. Es ist jedoch wichtig, einige wesentliche Unterschiede zwischen den im Labor verwendeten Glasprodukten sowie Best-Practice-Methoden bei der Durchführung eines Autoklavierzyklus zu beachten.
In diesem Artikel beantworten wir häufig gestellte Fragen mit Ratschlägen, die Ihnen ein sicheres Autoklavieren von Laborflaschen aus Glas ermöglichen.
1. Ist es sicher, alle Arten von Laborflaschen aus Glas zu autoklavieren?
Vor dem Autoklavieren von Laborflaschen ist es wichtig, die Eignung der verschiedenen Glas- und Flaschentypen zu berücksichtigen. Glasflaschen aus Borosilikat können sicher autoklaviert werden, da das Material eine sehr gute Temperaturwechselbeständigkeit hat. Beim Autoklavieren von Laborflaschen aus Kalk-Soda oder Flintglas besteht ein viel höheres Bruchrisiko. Und obwohl das Autoklavieren dieser Flaschen weiterhin möglich ist, besitzt das Material nicht die gleiche Sicherheitsmarge.
Kunststoffbeschichtete Laborflaschen können ebenfalls sicher autoklaviert werden, allerdings unterliegt das Beschichtungsmaterial während des Autoklavierprozesses einer Hydrolyse durch Dampf, was bedeutet, dass diese Flaschen im Gegensatz zu unbeschichteten Glasflaschen in der Regel weniger Autoklavierzyklen standhalten können.
Sie sollten Glasbehälter normalerweise nicht mit über 75 Prozent der Nennfüllmenge befüllen. Anderenfalls kann es zu einer Flüssigkeitsausdehnung und einer etwaigen Schaumbildung kommen, was wiederum zu einem Überlaufen führen kann. Die sichere Füllmenge hängt jedoch ebenfalls von der Art der Flüssigkeit ab. Glasflaschen, die Wasser oder Pufferlösungen enthalten, können bis zur nominalen Fülllinie gefüllt werden. Flaschen, die zur Sterilisation von Agar-basierten Medien verwendet werden, sollten jedoch nur bis zu 50 % der Behälterkapazität gefüllt werden.
2. Wie sollten Laborflaschen in den Autoklav geladen werden?
Zunächst einmal ist es beim Betrieb eines Autoklavs ratsam, eine persönliche Schutzausrüstung zu tragen. In der Regel sollten dazu ein vollständiger Augen-/Gesichtsschutz, geschlossene Schuhe und hitzebeständige Handschuhe zum Entfernen von Gegenständen, insbesondere heißer Glasutensilien, gehören.
Vermeiden Sie ein Überladen des Autoklavs, damit der Dampf für einen effektiven Sterilisationsprozess zirkulieren kann. Es ist außerdem ratsam, die Flaschen zu reinigen, ehe sie in den Autoklav gestellt werden. Dadurch wird verhindert, dass während des Prozesses Schadstoffe auf die Wände der Glasflaschen einbacken.
Große schwere Flaschen, wie z. B. 20-Liter-Flaschen, sollten ebenfalls eine kleine Menge destilliertes Wasser (WFI oder gereinigtes Wasser) enthalten, um Dampf zu erzeugen, wenn sie trocken (leer) in einem Autoklaven sterilisiert werden.
3. Wie sollten Glasflaschen mit Schraubkappen mit Dampf sterilisiert werden?
Beim Sterilisieren oder Autoklavieren von Flaschen muss die Schraubkappe locker mit maximal einer Umdrehung angebracht werden. In einem geschlossenen Behälter dehnt sich der Inhalt aus und verursacht einen großen Druckunterschied (über 4 bar absolut), der zu einer Explosion führen kann. Darüber hinaus können nicht ausreichend abgeschraubte Kappen während der Abkühlphase ein Vakuum in der Flasche erzeugen. Wenn die Flaschen nicht korrekt belüftet werden, kann die Flüssigkeit im Inneren während der Rückkühlphase nicht kochen und bleibt daher für längere Zeit überhitzt. Behälter mit überhitzten Flüssigkeiten sollten niemals verschlossen oder bewegt werden. Wenn die Kappe lose bleibt (1/2 Umdrehung), besteht kein Druckunterschied zwischen dem Dampf im Autoklaven und dem Inneren der Flasche.
Flaschen können mit verschlossenen Kappen sicher autoklaviert werden, wenn der Dampfautoklav einen Druckausgleich unterstützt.
In herkömmlichen Autoklaven (ohne Druckausgleich) ist ein Membranverschluss mit Entlüftung eine sichere und bequeme Option. Durch die 0,2 Mikrometer große ePTFE-Membran erfolgt ein beidseitiger Druckausgleich, während die Kappe dicht verschlossen bleibt, um das Kontaminationsrisiko nach Abschluss des Autoklavierprozesses zu verringern. Membranverschlüsse mit Entlüftung sollten bei Flaschen mit einer Größe von mehr als 3500 ml nicht verwendet werden.
Für GMP-Vorgänge, medizinische Anwendungen oder Flaschen ab einer Größe von 5 Litern wäre die Verwendung einer Steckolive mit einem sterilen Belüftungsfilter eine geeignetere Option als die Membranverschlüsse. Beispielsweise kann eine GL 45 Edelstahl-Steckolive mit einer sterilen 0,2 Mikrometer 50 mm Scheibe oder einem sterilen Kapselfilter in Pharmaqualität verwendet werden. Diese Option wird insbesondere für größere Flaschen ab 2 Liter empfohlen.
4. Sollte ich die Oberseite der Flaschen vor dem Autoklavieren mit Aluminiumfolie bedecken?
Dies ist in vielen Forschungslaboren eine übliche Praxis. Die Folie über der Mündung von Glasbehältern verringert jedoch die Wahrscheinlichkeit, dass diese Gegenstände überhaupt erst richtig sterilisiert werden. Die Folie muss lose angebracht werden, um das Eindringen von Dampf zu ermöglichen. Dadurch bietet sie dann aber keinen Schutz vor Kontamination nach der Sterilisation.
5. Wie lange sollte der Autoklavierzyklus dauern?
Je nach Anwendung wird eine Dampfsterilisation bei +121 °C, +126 °C oder +134 °C empfohlen. Die britische Norm BS EN 285:1997 8.3.1 sieht als Orientierung Folgendes vor: „Die Standzeit darf bei Sterilisationstemperaturen von 121 °C, 126 °C und 134 °C jeweils nicht weniger als 15 min, 10 min und 3 min betragen.“
Es empfiehlt sich immer, einen biologischen oder chemischen Indikator zu verwenden, um die korrekte Funktionsweise des Autoklavs zu bestätigen. Wenn einer der beiden Indikatoren ausfällt, muss der Autoklav untersucht werden, um das Problem zu identifizieren und zu beheben. Es ist außerdem wichtig, die Ladung erneut zu autoklavieren, sobald das Problem behoben wurde, um die Sterilität zu gewährleisten.
Autoklav-Klebeband kann ebenfalls auf den Gegenständen platziert werden, wobei Markierungen auf dem Band sichtbar werden, sobald die kritische Temperatur erreicht ist. Im Gegensatz zu anderen Methoden, wie biologischen Indikatoren, liefert das Autoklav-Klebeband jedoch keine Bestätigung der Sterilisation. Stattdessen kann es verwendet werden, um autoklavierte und nicht autoklavierte Gegenstände zu identifizieren.
Achten Sie beim Entladen des Autoklavs darauf, dass Sie zur Seite treten, damit Gesicht und Körper nicht in Kontakt mit Tür und Dampf kommen. Es ist ebenfalls ratsam, die Tür zu öffnen und zehn Minuten zu warten, damit die Gegenstände bei Bedarf abkühlen können. Lassen Sie die autoklavierten Materialien vor dem Transport stets auf Raumtemperatur abkühlen.
6. Wie oft können Laborflaschen autoklaviert werden?
Die Anzahl der Autoklavierzyklen, denen ein Produkt ausgesetzt werden kann, hängt von der Art der zu autoklavierenden Glasflasche ab, wobei Kalk-Soda-Flaschen und kunststoffbeschichtete Flaschen weniger Autoklavierzyklen standhalten können als unbeschichtete Laborflaschen aus Borosilikat 3.3.
Trotz der hervorragenden Temperaturwechselbeständigkeit von Borosilikat 3.3 können diese Flaschen beschädigt werden und im Laufe der Zeit für das Autoklavieren nicht mehr geeignet sein. Dies liegt daran, dass der Großteil der Zugfestigkeit von Borosilikatglas im Oberflächenzustand liegt und wenn das Glas Kratzer, selbst submikroskopische, aufweist, wird seine Festigkeit stark reduziert. Während Flaschen mit einer nicht zerkratzten Oberfläche wiederholte Druckwechsel sicher überstehen, können ältere Flaschen dies möglicherweise nicht.
Leider ist es unmöglich vorherzusagen, wann eine ältere Flasche versagen könnte. DWK Life Sciences empfiehlt daher, die Artikel routinemäßig auszutauschen und jeden Artikel vor dem Gebrauch gründlich auf Anzeichen von Kratzern, Absplitterungen oder anderen Defekten zu untersuchen. Das Produkt sollte beim Auffinden derartiger Anzeichen sofort aus dem Verkehr gezogen und entsorgt werden.