Sterilisation
Dieser Artikel befasst sich mit der Sterilisierung beziehungsweise Sterilisation im Sinne von „Herstellung von Keimfreiheit”. Für Sterilisation als medizinischem Eingriff zur Empfängnisverhütung, siehe Sterilisation (Empfängnisverhütung).
Bei der Sterilisierung eines Produktes, Gerätes oder einer Lösung werden (im Idealfall) alle enthaltenen Mikroorganismen und deren Sporen abgetötet, sowie Viren, Plasmide und andere DNA-Fragmente zerstört. In der technischen Abgrenzung zur Desinfektion wird bei der Sterilisation um eine Größenordnung höher abgetötet/ inaktiviert. Es muss also auf höchstens 10-6 keimbildende Einheiten reduziert werden, soll heißen: Von einer Million Keimen überlebt maximal einer.
Man unterscheidet folgende Methoden:
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Fraktionierte Sterilisation
Die Fraktionierte Sterilisation wird auch Tyndallisierung genannt: die zu sterilisierenden Geräte werden mehreren aufeinanderfolgenden Tagen mehrfach erhitzt, dazwischen werden sie zur Sporenauskeimung bebrütet.
Heißdampf-Sterilisation
Dampfsterilisation wird auch Autoklavieren genannt, sie ist das Standardverfahren in den meisten Labors und bedeutet eine Erhitzung auf 121 bis 134°C bei 2 bar für 15-20 Minuten, beispielsweise in einem Autoklav, siehe auch Sterilisator.
Heißluftsterilisation (Trockene Hitze)
- Das Ausglühen von metallischen Gegenständen durch Rotglut, etwa 500 °C, ist gebräuchlich bei mikrobiologischen Arbeiten.
- Das Abflammen (Flambieren) ist ein kurzes Ziehen des Gegenstandes durch eine Flamme.
- Heißluftsterilisation für Glas, Metalle, Porzellan ("backen"), bei
- 180 °C mindestens 30 Min.
- 170 °C mindestens 60 Min.
- 160 °C mindestens 120 Min.
Geräte, die hierfür benutzt werden, heißen
- Heißluft-Sterilisationsschrank
- Heißluft-Sterilisationstunnel
- konventionelle Heizung, 240-320 °C
- eingedüste Heißluft, 300-400 °C
- Laminar-Flow-Heißluft
Nassaseptik
Die Abtötung der Mikroorganismen erfolgt durch Chemikalien, welche in flüssiger Form auf die zu sterilisierenden Gegenstände aufgebracht werden. Zum Beispiel in der Getränketechnologie im Einsatz sind Verfahren, welche mit Wasserstoffperoxid bzw. Peressigsäure funktionieren. Ein kritscher Parameter bei allen nassaseptischen Verfahren ist die Temperatur der sterilisierenden Lösung. In der Regel kann über höhere Temperatur die zur Sterilisation nötige Einwirkzeit drastisch verkürzt werden. Um die Chemikalien vom sterilisierten Objekt zu entfernen wird typischerweise anschließend ein Waschvorgang mit sterilem Wasser vorgenommen.
Strahlensterilisation
Sterilisation mit Ionisierender Strahlung: entweder mit UV-Licht, Elektronenbeschuss, Röntgen- oder Gammastrahlung.
Plasmasterilisation
Die sterilisierende Wirkung von Plasmen ist wissenschaftlich in einer Vielzahl von Untersuchungen prinzipiell nachgewiesen. Dies gilt für Niederdruckentladungen angeregt durch Hochfrequenz oder Mikrowelle bis hin zu Normaldruckentladungen. Die sterilisierende Wirkung ist dabei einerseits auf die im Plasma generierte UV-Strahlung andererseits auf die Bildung chemisch aggresiver Substanzen (freie Radikale) sowie den Beschuss der Mikrooganismen mit Ionen zurückzuführen. Trotz der prinzipiellen Eignung sind in der industriellen Realität Plasmaverfahren kaum verbreitet.
Entsprechende kommerzielle Systeme die zur Sterilisation von medizinischen Gerätschaften eingesetzt werden, und Plasmageneratoren enthalten, verwenden als Reagenz dampfförmiges Wasserstoffperoxid so dass die Sterilisationswirkung in nennenswertem Umfang auf eine Gasphasensterilisation zurückgeht.
Gassterilisation
Gassterilisation erfolgt beispielsweise mit Formaldehyd, Ethylenoxid, Ozon oder Wasserstoffperoxid.
Sterilfiltration
Sterilfiltration ist Sterilisierung mittels einer Membran (Porenweite 0,22 µm). Nur kleine Moleküle können die Membran passieren, größere Partikel wie zum Beispiel Bakterienzellen werden zurückgehalten. Sterilfiltration wird oftmals zur Sterilisierung hitzeempfindlicher Lösungen, beispielsweise serumhaltiger Gewebekulturlösungen, eingesetzt. Hauptanwendungen sind die Sterilfiltration von wässrigen Lösungen, hitzeempfindliche Nährlösungen, Vitaminlösungen, Seren, Virusimpfstoffen, Plasmafraktionen und Proteinen.