Kreuzkontaminationsfreie Probenzerkleinerung: Die richtige Wahl treffen

Kreuzkontaminationsfreie Probenzerkleinerung spielt in vielen Industrien und Bereichen, wie beispielweise der Pharmazie oder Life Sciences eine wichtige Rolle. Bevor Forschende und Laboranten Proben analysieren können, müssen sie das Material in der Regel aufbereiten. Bei dem Zerkleinern der Proben muss aufgepasst werden, da es sonst zu Kreuzkontaminationen kommen kann.

Warum sind Kreuzkontaminationen ein Problem?

Eine Kreuzkontamination kann aus mehreren Gründen zum Problem werden.
Zum einen hat eine Kontamination eine Verunreinigung der Probe zur Folge. Dies heißt, dass die Verlässlichkeit der Probe und damit des Ergebnisses kompromittiert ist. Die Reproduzierbarkeit des Ergebnisses wird gleichermaßen beeinträchtigt.

Zudem kann es bei Kontaminationen auch zur Gefährdung der Anwender kommen. Sollen etwa infiziertes Zellmaterial oder toxische Substanzen verarbeitet werden, bedeutet jeder Kontakt mit dem gefüllten Behälter oder dem benutzten Zerkleinerungswerkzeug ein Infektions- oder Vergiftungsrisiko. Reinigung, Sterilisierung und Autoklavierung müssen dementsprechend sorgsam ausgeführt werden, was je nach Versuchsaufbau zeitintensiv werden kann.

Da es unterschiedliche Herausforderungen gibt, welche bei der kreuzkontaminationsfreien Probenzerkleinerung eine Rolle spielen, fällt es den zuständigen Abteilungen oft nicht leicht die geeigneten Lösungen für das eigene Labor zu finden.

Aus den oben genannten Gründen ist es jedoch wichtig Kreuzkontaminationen zu vermeiden, um so die Zuverlässigkeit sowie Reproduzierbarkeit der eigenen Ergebnisse und die Sicherheit der Mitarbeiter zu gewährleisten.

 

Was sind die häufigsten Gründe für Kreuzkontamination?

Eine der häufigsten Quellen für Kreuzkontamination, ist die Mühle selbst. Beziehungsweise eine fehlerhafte Reinigung der Mühle zwischen den einzelnen Anwendungen.

Häufig treten Kontaminationen auch beim Probenhandling auf, also wenn die Probe vom Zerkleinerungsbehälter in den Transport- oder Aufbewahrungsbehälter transferiert wird. Um eine Kontamination zu vermeiden ist beim Transfer große Sorgfalt nötig.

Bei der Wahl eines Systems zur Kreuzkontaminationsvermeidung ist auch der Aspekt der Säuberung und Sterilisierung, zum Beispiel durch Autoklavierung zu beachten. Hier kann durch die Nutzung eines Einwegsystems Zeit eingespart werden.

 

Welche Lösungen gibt es, um Kreuzkontamination zu vermeiden?

Grundsätzlich stehen für die Probenzerkleinerung im Labor verschiedene Methoden zur Verfügung, die je nach Anforderung und Eigenschaften des zu verarbeitenden Materials zum Einsatz kommen. Zu den gängigsten Verfahren gehören die Trockenvermahlung und die Nassvermahlung.

Bei der Trockenvermahlung werden feste Proben unter Verwendung von mechanischer Energie zerkleinert. Hier kommen Labormühlen wie beispielsweise Schneidmühlen, Kugelmühlen oder Schlagmühlen zum Einsatz.

Im Gegensatz dazu beinhaltet die Nassvermahlung die Zerkleinerung von Proben in einer Flüssigkeit. Dies kann beispielsweise in Mischgefäßen mit Blender- oder Schneidwerkzeugen passieren, mit Rotor-Stator-Einheiten oder mit Hilfe einer Dissolverscheibe. Je nach Art der Probe ist die Zugabe von Flüssigkeit sinnvoll, um die Probe beim Zerkleinerungsvorgang zu kühlen oder um chemische Reaktionen zu erleichtern und die Bildung von Agglomeraten zu verhindern. Eine bewährte Technik des Nassvermahlens ist das Dispergieren mit Werkzeugen, die nach dem Rotor-Stator-Prinzip arbeiten. Bei diesem Prinzip wird der Rotor mit einer hohen Umfangsgeschwindigkeit bewegt. Die Rotation bewirkt einen Sog, der das Medium in den Rotor saugt und durch die Zähne des Stators nach außen presst. Durch die mechanischen Kräfte wird eine gleichmäßige Verteilung der Partikel in der Flüssigkeit und eine homogene Mischung erreicht.

Die Geräte zum Trocken- bzw. Nassvermahlen können jeweils weiter unterteilt werden in Einwegsysteme oder klassische Mehrwegsysteme (Batchsysteme). Einwegsysteme arbeiten mit Verbrauchsartikeln, die für den einmaligen Einsatz gedacht sind und nach der Benutzung entsorgt werden. Zu den Mehrweglösungen gehören klassische Labor-Batchmühlen, Blender sowie Dispergierer mit Edelstahlwerkzeugen. Diese Lösungsansätze bieten unterschiedliche Vor- und Nachteile.

Einwegsysteme:

+     Kein Zeitaufwand für Reinigung nötig

+     Zeitsparend bei hoher Menge an Proben

+     Systematischer Ausschluss von Kreuzkontamination

+     Probenbehälter sind Transport- , Zerkleinerungs- und Aufbewahrungsbehälter in einem

–     Kann nicht wiederverwendet werden

–      Mehr Abfall

Klassische Batchmühle:

+    Kosteneffizienter bei der Arbeit mit einer kleineren Anzahl an Proben

+    Größere Batchgrößen möglich

–    Gewissenhafte Reinigung nötig, wenn kreuzkontaminationsfreies Arbeiten nötig ist

–    Mehr Arbeitszeit benötigt für Reinigung und Vorbereitung zwischen den Batches

–    Risiko für den Anwender bei Arbeit mit infiziertem Zellmaterial oder toxischen Substanzen

 

Schlussfolgerung: So verhindern Sie Kreuzkontamination bei der Probenzerkleinerung

Wenn Ihre Priorität darin besteht, Kreuzkontamination in Ihrem Laborprozess bestmöglich auszuschließen, ist ein Einwegsystem die ideale Wahl. Es ermöglicht, Kreuzkontamination systematisch auszuschließen und den Arbeitsaufwand im Labor erheblich zu reduzieren. Wird ein Mehrwegsystem jedoch gewissenhaft gereinigt, steht dieses einem Einwegsystem in nichts nach.

Einweglösungen von IKA zur effektiven Vermeidung von Kreuzkontamination

IKA bietet Einweglösungen zur Probenzerkleinerung für unterschiedliche Bedürfnisse an.

Die patentierte IKA Tube Mill ist die weltweit erste Chargenmühle, die eine Verwendung von Einweg-Mahlkammern ermöglicht. Die Trockenmühle kann weiche, faserige, harte und spröde Proben vermahlen. Die Universalmühle arbeitet schnell, sicher und liefert perfekte, reproduzierbare Mahlergebnisse für Ihre Analysen. Die Einwegmahlkammern sind gleichzeitig perfekte Aufbewahrungsbehälter. Dies hilft dabei, Abfall zu reduzieren. Je nach Anforderung stehen verschiedene Mahlkammeroptionen zur Verfügung: Mahlkammern mit klassischem Edelstahlschläger (40 oder 100 ml), Mahlkammern mit gebogenem Schläger speziell zum Mischen von feinem Pulver, Mahlkammern mit Titanschläger für Anwendungen bei denen kein Schwermetallabrieb in die Probe gelangen darf sowie Mehrweg-Mahlkammern aus Edelstahl. Zusätzlich sind sterile Versionen erhältlich.

Zusätzlich bietet IKA auch ein Einwegsystem für die Nassvermahlung an: Die ULTRA-TURRAX® Tube Drive ist das weltweit erste universelle Einweg-Dispergiersystem. Für verschiedene Proben und Anwendungen steht eine große Auswahl an verschiedenen Tubes zur Verfügung, wie beispielsweise Tubes mit Rührorgan oder Rotor-Stator-Element, Gefäße mit Glas- bzw. Edelstahlkugeln und ein Tube mit Dissolverscheibe zum Auflösen von beispielsweise Tabletten. Zusätzlich stehen steril verpackte Tubes mit IVD-Zulassung zur Verfügung. Testverfahren können leicht reproduziert werden, ohne Kreuzkontamination zwischen den Proben zu riskieren.

 

IKA MultiDrive: Einweg- und Mehrwegsystem in einem

Eine weitere empfehlenswerte Alternative von IKA ist die MultiDrive, eine innovative Kombination aus Einweg- und Mehrwegsystem. Der Zerkleinerer MultiDrive bewältigt dank einer breiten Palette an Gefäßen eine Vielzahl von Zerkleinerungsaufgaben, von der Vor- bis zur Feinzerkleinerung. Mit diesem vielseitigen Antrieb können diverse Gefäßtypen genutzt werden, die insgesamt fünf verschiedene Funktionsprinzipien und unterschiedliche Größen abdecken. Die verfügbaren Mahlkammern mit Schneidwerkzeug eignen sich beispielsweise hervorragend für die Trockenvermahlung, während Gefäße mit Mischwerkzeug (Blender) und Rotor-Stator-Einheit vielseitige Anwendungen im Bereich der Nassvermahlung ermöglichen. Zudem stehen autoklavierbare Kunststoff-Kammern mit Schneid- oder Mischwerkzeug zur Verfügung, die je nach Anforderung entweder als Einweg- oder Mehrweggefäß verwendet werden können. Diese Flexibilität macht die MultiDrive zu einer effizienten und anpassungsfähigen Lösung für unterschiedlichste Laboranwendungen.

Egal ob Sie sich für ein Mehrweg- oder Einwegsystem oder eine Kombination aus beidem entscheiden, IKA unterstützt Sie mit speziell entwickelten Produkten dabei, Kreuzkontaminationen in Ihrem Labor effektiv zu verhindern.

 

💻 Einladung zum Webinar

Weitere Einblicke über Mühlen und Einwegsysteme von IKA und deren Einsatzmöglichkeiten erhalten Sie im Webinar am 29. November um 10:00 Uhr.

 

 

Weitere Informationen

Dieser Blogbeitrag entstand mit freundlicher Unterstützung der Firma IKA Werke GmbH & Co. KG. Quelle aller Bilder: IKA Werke GmbH & Co. KG

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