So können Glasflaschen sicher autoklaviert werden

Von DWK Life Sciences

Ein Autoklav ist ein spezielles Gerät, mit dem eine physikalische Methode zur Desinfektion und Sterilisation durchgeführt werden kann. Der Prozess wird durch eine Kombination aus Dampf, hohem Druck und Zeit erreicht. Dampf ist bemerkenswert effektiv bei der Übertragung von Wärmeenergie (im Vergleich zu trockener Luft) und kann eine Charge bei 121 °C in nur 15 Minuten sterilisieren.

Die meisten Laborglasflaschen sind für das Autoklavieren geeignet. Es sind jedoch einige wichtige Unterschiede zwischen den im Labor verwendeten Glasprodukten sowie Best Practices bei der Durchführung eines Autoklavierzyklus zu beachten.

In diesem Artikel beantworten wir häufige Fragen und geben Ihnen Tipps, wie Glasflaschen sicher autoklaviert werden können.

1) Können alle Arten von Laborglasflaschen autoklaviert werden?

Bevor Sie Laborflaschen autoklavieren, sollten Sie die Eignung der verschiedenen Glas- und Flaschentypen prüfen. Flaschen aus Borosilikatglas können sicher autoklaviert werden, da das Material eine sehr gute Temperaturwechselbeständigkeit aufweist. Beim Autoklavieren von Glasflaschen aus Kalk-Natron-Glas oder Flintglas ist das Bruchrisiko wesentlich höher. Obwohl es weiterhin möglich ist, diese Arten von Flaschen zu autoklavieren, verfügen diese Materialien nicht über dieselbe Sicherheitsmarge.

Mit Kunststoff beschichtete Laborflaschen können ebenfalls sicher autoklaviert werden, allerdings unterliegt das Beschichtungsmaterial während des Autoklaviervorgangs der Hydrolyse durch Dampf, sodass sie in der Regel weniger Autoklavierzyklen standhalten als unbeschichtete Glasflaschen.

Um ein Überlaufen zu verhindern, sollten Sie Glasbehälter in der Regel nicht über 75 Prozent des Nennvolumens hinaus befüllen, da dies eine Ausdehnung der Flüssigkeit und möglicherweise eine Schaumbildung bedingt. Die sichere Füllmenge hängt jedoch auch von der Art der Flüssigkeit ab. Glasflaschen mit Wasser oder wässrigen Puffern können bis zum Nennfüllstand des Behälters befüllt werden. Flaschen, die zur Sterilisation von Medien auf Agar-Basis verwendet werden, sollten hingegen nur bis zu 50 % der Behälterkapazität behälter befüllt werden.

2) Wie sollten die Laborflaschen in den Autoklaven gestellt werden?

Zunächst einmal ist es ratsam, beim Betrieb eines Autoklaven persönliche Schutzausrüstung zu tragen. Dazu gehören in der Regel ein vollständiger Augen- und Gesichtsschutz, geschlossene Schuhe und hitzebeständige Handschuhe, um Gegenstände, insbesondere heiße Glaswaren, zu entnehmen.

Vermeiden Sie es, den Autoklaven übermäßig zu beladen, damit der Dampf zirkulieren kann und der Sterilisationsprozess effektiv ist. Es ist zudem ratsam, sicherzustellen, dass die Flaschen gereinigt wurden, bevor sie in den Autoklaven gestellt werden. Dadurch wird verhindert, dass verunreinigende Substanzen an den Wänden der Glasflasche festbacken.

In große, schwere Flaschen, wie z. B. 20-Liter-Flaschen, sollte außerdem eine kleine Menge destilliertes Wasser (WFI oder gereinigtes Wasser) gegeben werden, um die Dampferzeugung zu unterstützen, wenn sie trocken (leer) im Autoklaven sterilisiert werden.

3) Wie sollten Glasflaschen mit Schraubverschluss dampfsterilisiert werden?

Beim Sterilisieren oder Autoklavieren von Flaschen muss der Schraubverschluss locker aufgesetzt und maximal um eine Umdrehung aufgedreht werden. In einem geschlossenen Gefäß dehnt sich der Inhalt aus und verursacht einen großen Druckunterschied (über 4 bar absolut), der zu einer Explosion des Gefäßes führen kann. Außerdem können Verschlüsse, die nicht ausreichend abgeschraubt sind, während der Abkühlphase ein Vakuum in der Flasche erzeugen. Wenn die Flaschen nicht ordnungsgemäß entlüftet werden, kann die Flüssigkeit im Inneren während der Rückkühlphase nicht sieden und bleibt daher für längere Zeit überhitzt. Verschließen oder bewegen Sie niemals Behälter mit überhitzten Flüssigkeiten. Wenn der Verschluss locker bleibt (1/2 Umdrehung), entsteht kein Druckunterschied zwischen dem Dampf im Autoklaven und dem Inneren der Flasche.

Flaschen können mit versiegelten Verschlüssen sicher autoklaviert werden, wenn der Dampfautoklav über einen unterstützenden Druckausgleich verfügt.

In herkömmlichen Autoklaven (ohne Druckausgleich) ist ein Membranentlüftungsverschluss eine sicherere und bequemere Option. Durch die 0,2 Mikrometer dicke ePTFE-Membran findet ein zweifacher Druckausgleich statt, wobei der Deckel fest verschlossen bleibt, um das Risiko einer Kontamination nach Abschluss des Autoklaviervorgangs zu verringern. Membranentlüftungsverschlüsse sollten nicht für Flaschen verwendet werden, die ein Volumen von mehr als 3500 ml haben.

Für einen GMP-Betrieb, medizinische Anwendungen oder für Flaschen mit einem Volumen von 5 Litern oder mehr ist die Verwendung eines Verbindungsverschlusses mit Einzelanschluss und einem sterilen Entlüftungsfilter eine geeignetere Option als Membranverschlüsse. Zum Beispiel kann ein GL-45-Edelstahlverschluss mit einem einzigen Anschluss mit einem validierten sterilen 0,2-Mikron-Scheiben- oder Kapselfilter in pharmazeutischer Qualität verwendet werden. Diese Option ist besonders für größere Flaschen mit einem Volumen von mehr als 2 Liter zu empfehlen.

4) Sollte ich den Deckel der Flaschen vor dem Autoklavieren mit Aluminiumfolie abdecken?

Dies ist eine gängige Praxis in vielen Forschungslabors, aber wenn Sie die Mündungen von Glasbehältern mit Folie abdecken, sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass diese Gegenstände ordnungsgemäß sterilisiert werden. Die Folie muss lose angebracht werden, damit der Dampf eindringen kann, und bietet in diesem Fall nach der Sterilisation keinen Schutz vor Kontamination.

5) Wie lange sollte der Autoklavierzyklus dauern?

Die Dampfsterilisation wird je nach Anwendung bei +121, +126 oder +134 °C empfohlen. Zur Orientierung heißt es in dem britischen Standard BS EN 285:1997 8.3.1: „Die Haltezeit muss für Sterilisationstemperaturen von 121 °C, 126 °C bzw. 134 °C mindestens 15 min, 10 min bzw. 3 min betragen.“

Es ist gute Praxis, entweder einen biologischen oder einen chemischen Indikator zu verwenden, um zu bestätigen, dass der Autoklav ordnungsgemäß funktioniert. Wenn einer der beiden Indikatoren ausfällt, muss der Autoklav untersucht werden, um das Problem zu identifizieren und zu beheben. Um die Sterilität zu gewährleisten, ist es zudem wichtig, die Ladung erneut zu autoklavieren, sobald das Problem behoben ist.

Autoklavierbare Gegenstände können auch mit Autoklav-Klebeband versehen werden. Die Markierungen auf dem Klebeband werden sichtbar, sobald die kritische Temperatur erreicht ist. Im Gegensatz zu anderen Methoden, wie z. B. biologischen Indikatoren, liefert das Autoklav-Klebeband jedoch keine Bestätigung der Sterilisation. Stattdessen kann es verwendet werden, um autoklavierte von nicht autoklavierten Gegenständen zu unterscheiden.

Achten Sie beim Entladen des Autoklaven darauf, dass Sie zur Seite treten, um Gesicht und Körper von der Tür und dem Dampf fernzuhalten. Falls möglich, ist es außerdem ratsam, die Tür zu öffnen und zehn Minuten zu warten, um die Gegenstände abkühlen zu lassen. Lassen Sie die autoklavierten Gegenstände vor dem Transport immer auf Raumtemperatur abkühlen.

6) Wie oft können Laborflaschen autoklaviert werden?

Die Anzahl der Autoklavierzyklen, denen ein Produkt unterzogen werden kann, hängt von der Art der Glasflasche ab, die autoklaviert wird. Kalk-Soda-Flaschen und kunststoffbeschichtete Flaschen halten weniger Autoklavierzyklen stand als unbeschichtete Laborflaschen aus Borosilikat 3.3.

Trotz der ausgezeichneten Temperaturwechselbeständigkeit von Borosilikat 3.3 können diese Flaschen im Laufe der Zeit beschädigt werden und damit nicht mehr zum Autoklavieren geeignet sein. Das liegt daran, dass der größte Teil der Zugfestigkeit von Borosilikatglas auf der Beschaffenheit seiner Oberfläche beruht. Wird das Glas zerkratzt, und sei es auch nur im submikroskopischen Bereich, verringert sich seine Festigkeit erheblich. Während also Flaschen mit einer unzerkratzten Oberfläche wiederholte Druckzyklen sicher überstehen, ist dies bei älteren Flaschen möglicherweise nicht der Fall.

Leider ist es unmöglich, vorherzusagen, wann eine ältere Flasche versagen könnte. DWK Life Sciences empfiehlt daher den routinemäßigen Austausch von Artikeln und eine gründliche Sichtprüfung jedes Artikels vor der Verwendung auf Anzeichen von Kratzern, Absplitterungen oder anderen Defekten. Wenn Beschädigungen festgestellt werden, sollte das Produkt außer Betrieb genommen und sofort entsorgt werden.