Kurstag 1

• Verfahren, durch die Materialien oder Gegenstände vollständig von lebenden Mikroorganismen und deren Dauerformen (beispielsweise Sporen) befreit werden. Den damit erreichten Zustand der Materialien und Gegenstände bezeichnet man als „steril“.

• Anwendung: z. B. Kulturgefäße, Kulturmedien, Lösungen, Laborutensilien, medizinische Artikel, Pharmazeutika, Lebensmittel, Geräte, Verpackungen

• Materialien, die nicht steril sind, werden als kontaminiert bezeichnet.

• Desinfektion hat eine deutliche Reduktion der Zahl lebender (vor allem pathogener) Mikroorganismen und deren Dauerformen zum Ziel

• Labormaßstab:

• 70 oder 80%iges Ethanol (Warum kein reines Ethanol?)

• 60-70%iges Isopropanol oder 50-60%iges n-Propanol (in genannter Reihenfolge aufsteigende Wirksamkeit)

• Polyalkohole (Zubereitungen, medizinischer Bereich)

• vor allem für Oberflächen ➢ denaturiert Proteine, zerstört Membranen

• Größerer Maßstab oder technisch:

• Ozon (z.B. Trinkwasser)

• Chlor (z.B. Trinkwasser, Schwimmbäder)

• Wasserstoffperoxid, Jod ➢ wirken als starke Oxidationsmittel

• Metallverbindungen (Silbernitrat, Kupfersulfat)

Keimabtötung

Keimabtrennung

Chemisch

Physikalisch durch elektromagnetische Strahlung

Physikalisch durch hohe Temperaturen

• In einem Umfeld von ca. 20 cm herrschen sterile Bedingungen.

• Voraussetzung: richtige Einstellung des Brenners.

• Luft- und Gaszufuhr so einstellen (i.d.R. beide vollständig öffnen) dass eine nicht-leuchtende, prasselnde Flamme entsteht.

• Innenkegel: relativ kalt (ca. 300°C) stark reduzierend, blass hellblau.

• Außenkegel: ca. 1.500°C, stark oxidierend.

• Ausglühen von Impfösen und -nadeln im Außenkegel (Metall muss gelb-orange glühen)

• Für feuerfeste Werkzeuge, die nicht ausgeglüht werden dürfen, z.B. Pinzetten, Drigalskispatel

• Werkzeug einige Minuten in Ethanol tauchen, dann Ethanol abflammen

• Werkzeug im sterilen Bereich (z.B. an der Flamme) abkühlen lassen (Sterilisation erfolgt hauptsächlich durch Ethanol → kombinierte chemisch-thermische Sterilisation)

• Kochen ist nicht ausreichend, um Mikroorganismen sicher abzutöten

• Je höher die Temperatur, desto effektiver werden Zellen abgetötet

• Zellen sind empfindlicher gegen hohe Temperaturen, je feuchter die Umgebung ist (Quellung – Sporen!)

• Beides wird beim Autoklavieren kombiniert:

• Luft wird durch Wasserdampf ersetzt

• Überdruck ermöglicht Temperaturen >100°C

Wasser siedet unter Druck bei Temperaturen oberhalb von 100°C („Schnellkochtopf“).

Je höher die Temperatur ist, desto kürzer kann die Sterilisationszeit gewählt werden.

Standard: 1 bar Überdruck, 121°C, 20 min → gilt für das Autoklaviergut im Inneren!

Je nach Gefäß und Volumen kann die Autoklavierzeit aber deutlich länger sein:

Wichtig: Autoklavieren erfordert, dass die Luft im Autoklaven und im Autoklaviergut durch Wasserdampf vollständig verdrängt wird. Daher: strömender Wasserdampf notwendig, Autoklaviergut nicht luftdicht verschließen

Keimabtötung allein ist für medizinische Zwecke oft nicht ausreichend, denn Reste der abgetöten Zellen bleiben erhalten

Vor allem Lipopolysaccharid-Lipoprotein-Komplexe (LPS) der äußeren Zellmembran Gram-negativer Bakterien oder Teichonsäuren aus der Zellwand Gram-positiver Bakterien sind hitzestabil und wirken als starke Endotoxine

Endotoxine aktivieren das Immunsystem und können pyrogen – also fiebererzeugend – sein und auch Durchfall, Kopfschmerzen und allergische Reaktionen hervorrufen.

Krankheitssymptome können also auch durch sterile Substanzen ausgelöst werden (z.B. Infusionen) die nicht zusätzlich von Pyrogenen befreit wurden.

• Trennung von Mikroorganismen und Medium

• für Flüssigkeiten und Gase

• verringert je nach Filterbeschaffenheit auch den Anteil molekularer Kontaminanten (Pyrogene/Endotoxine, DNA usw.)

• Wasser

• Kohlenstoffquelle

• Stickstoff-, Schwefel- und Phosphatquelle

• Mineralstoffe und Spurenelemente

• Artspezifische Wachstumsfaktoren (Vitamine, Aminosäuren, Purine/Pyrimidine)

• Energiequelle (Elektronendonor /-akzeptor, Licht)

• Puffer (pH-Stabilisierung)

Makroelemente: C O H N S P K Mg Ca Fe

Mikroelemente: Zn Mn B Co Cu Ni Mo Se W Cl

- der Arteigenschaft

- vom Medium, vor allem vom pH-Wert und dem Substanzgehalt („kolloidale Schutzwirkung“)

• bei niedrigem pH-Wert → geringere Resistenz

• substanzreiche Medien → Bakterien und Sporen überleben besser als in Leitungswasser oder destilliertem Wasser

- bei Sporen:

• dem Reifegrad und dem damit verbundenen Dehydratisierungsgrad

• dem Gehalt an Ca-Dipicolinat niedrig → geringere Resistenz hoch → größere Resistenz