Sterilisation kann durch eine Kombination von Hitze, Chemikalien, Bestrahlung, Hochdruck und Filtration wie Dampf unter Druck, trockene Hitze, ultraviolette Strahlung, Gasdampfsterilisatoren, Chlordioxidgas usw. erreicht werden. Wirksame Sterilisationstechniken sind für die Arbeit in einem Labor unerlässlich, und eine Vernachlässigung dieser Techniken könnte schwerwiegende Folgen haben und sogar ein Leben kosten.
Welches sind also die am häufigsten verwendeten Sterilisationsmethoden im Labor und wie funktionieren sie? Lesen Sie weiter…
Hitzemethode: Dies ist die gängigste Methode der Sterilisation. Die Hitze wird verwendet, um die Mikroben in der Substanz abzutöten. Das Ausmaß der Sterilisation wird durch die Temperatur der Hitze und die Dauer der Erhitzung beeinflusst. Auf der Grundlage der Art der verwendeten Hitze werden die Methoden in folgende Kategorien eingeteilt:
(i) Nasse Hitze/Dampfsterilisation – In den meisten Labors ist dies eine weit verbreitete Methode, die in Autoklaven durchgeführt wird. Autoklaven verwenden Dampf, der unter Druck auf 121-134 °C erhitzt wird. Dies ist eine sehr wirksame Methode, die alle Mikroben, bakteriellen Sporen und Viren abtötet/deaktiviert. Das Autoklavieren tötet Mikroben durch Hydrolyse und Koagulation von Zellproteinen, was durch starke Hitze in Gegenwart von Wasser effizient erreicht wird. Die starke Hitze kommt vom Dampf. Unter Druck stehender Dampf hat eine hohe latente Wärme und speichert bei 100 °C siebenmal mehr Wärme als Wasser bei derselben Temperatur. Im Allgemeinen können Autoklaven mit einem typischen Schnellkochtopf verglichen werden, der zum Kochen verwendet wird, mit der Ausnahme, dass fast die gesamte Luft aus dem Autoklaven entfernt wird, bevor der Erhitzungsprozess beginnt. Zu den Sterilisationstechniken mit feuchter Hitze gehören auch das Kochen und die Pasteurisierung.
(ii) Sterilisation mit trockener Hitze – Bei dieser Methode werden die bakterienhaltigen Proben hohen Temperaturen ausgesetzt, entweder durch Abflammen, Verbrennung oder in einem Heißluftofen. Abflammen wird für metallische Geräte wie Nadeln, Skalpelle, Scheren usw. verwendet. Die Verbrennung wird insbesondere für Impfösen verwendet, die in Mikrobenkulturen eingesetzt werden. Das metallische Ende der Schleife wird in der Flamme bis zur Rotglut erhitzt. Der Heißluftofen eignet sich für trockenes Material wie Pulver, einige Metallgeräte, Glaswaren usw.
Die Filtration ist die schnellste Methode, Lösungen ohne Erhitzung zu sterilisieren. Bei dieser Methode wird mit einer Porengröße gefiltert, die zu klein ist, um von Mikroben durchdrungen zu werden. Im Allgemeinen werden für die Entfernung von Bakterien Filter mit einem Porendurchmesser von 0,2 um verwendet. Membranfilter werden häufiger verwendet als Sinter-, Seitz- oder Kerzenfilter. Es sei darauf hingewiesen, dass Viren und Phagen viel kleiner sind als Bakterien, so dass die Filtrationsmethode nicht anwendbar ist, wenn diese das Hauptanliegen sind.
Sterilisation durch Strahlung: Bei dieser Methode werden die verpackten Materialien zur Sterilisation einer Strahlung (UV-, Röntgen- oder Gammastrahlen) ausgesetzt. Der Hauptunterschied zwischen den verschiedenen Strahlungsarten liegt in ihrer Durchdringung und damit in ihrer Wirksamkeit. UV-Strahlen haben eine geringe Eindringtiefe und sind daher weniger wirksam, aber sie sind relativ sicher und können für die Sterilisation kleiner Flächen verwendet werden. Röntgen- und Gammastrahlen haben eine weitaus höhere Durchschlagskraft und sind daher wirksamer für die Sterilisation in großem Maßstab. Sie ist jedoch gefährlicher und erfordert daher besondere Aufmerksamkeit. UV-Bestrahlung wird routinemäßig eingesetzt, um das Innere von biologischen Sicherheitswerkbänken zwischen den Anwendungen zu sterilisieren. Röntgenstrahlen werden für die Sterilisation von Großverpackungen und Palettenladungen mit medizinischen Geräten verwendet. Gammastrahlung wird üblicherweise für die Sterilisation von medizinischem Einwegmaterial wie Spritzen, Nadeln, Kanülen und Infusionsbesteck sowie von Lebensmitteln eingesetzt.
Chemische Sterilisationsverfahren: Die Erhitzung ist ein zuverlässiges Mittel, um alle Mikroben zu beseitigen, aber sie ist nicht immer geeignet, da sie das zu sterilisierende Material beschädigen kann. In diesem Fall kommen chemische Sterilisationsmethoden zum Einsatz, bei denen schädliche Flüssigkeiten und giftige Gase verwendet werden, ohne das Material zu beschädigen. Die Sterilisation mit Gasen ist wirksam, weil sie wie Dampf schnell in das Material eindringen. Es gibt einige Risiken, und die Explosionsgefahr und Kostenfaktoren sind zu berücksichtigen.
Die üblicherweise für die Sterilisation verwendeten Gase sind eine Kombination aus Ethylenoxid und Kohlendioxid. Hier wird Kohlendioxid zugesetzt, um das Risiko einer Explosion zu minimieren. Ozongas ist eine weitere Option, die die meisten organischen Stoffe oxidiert. Wasserstoffperoxid, Stickstoffdioxid, Glutaraldehyd- und Formaldehydlösungen, Phthalaldehyd und Peressigsäure sind weitere Beispiele für Chemikalien, die zur Sterilisation verwendet werden. Ethanol und IPA sind gut geeignet, um mikrobielle Zellen abzutöten, aber sie haben keine Wirkung auf Sporen.