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Zellkulturtechnik Sicherheit im Handumdrehen

Autor / Redakteur: Alistair Rees* / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Eine neue Flasche für Zellkulturmedien erleichtert das Arbeiten mit serologischen Pipetten – vor allem an der Sicherheitswerkbank. Der entscheidende Trick: Eine abgeflachte Seite an der Flasche sorgt für besseren Stand und einfacheres Handling. Außerdem geben wir Ihnen noch einige allgemeine Tipps zum ergonomischen Arbeiten an der Sicherheitswerkbank.

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Abb.1: Die neue Flasche steht sicher – egal ob gerade oder um 45° gekippt.
Abb.1: Die neue Flasche steht sicher – egal ob gerade oder um 45° gekippt.
(Bild: Duran Group)

Die Lüftung der Sicherheitswerkbank rauscht sanft, während die technische Assistentin darunter routiniert Zellkulturmedium in die lange Stabpipette aufnimmt. Für Tätigkeiten in der Zellkultur gehören Biosicherheitsbänke und Reinlufthauben zum täglichen Arbeitsplatz. Ausgeklügelte Belüftungen und akribische Reinigung sorgen dort für die nötigen sterilen Bedingungen. Und das ist essenziell: Von ihnen hängt der Erfolg des Zellexperiments ab. Schleichen sich beispielsweise Kreuzkontaminationen oder die gefürchteten Mycoplasmen in die Zellkulturcharge ein, endet sie meist in der biologischen Abfalltonne. Die Aussicht auf schnelle Versuchsergebnisse ist dahin, und die Arbeit beginnt von vorne.

Die Sicherheitswerkbank ist also essenziell. Oft ist die Schutzscheibe so weit herunter geschoben, dass gerade die Ellbogen darunter passen. Das schränkt allerdings die Bewegungsfreiheit für den Anwender stark ein. Die Folgen sind oft Nackenschmerzen vom konzentrierten Blick nach unten auf die Arbeitsfläche, ebenso wie Verspannungen in den Schultern oder Handgelenken. In der Zellkulturtechnik lässt sich die mühsame Arbeit an der Sterilbank nicht ersetzen – allerdings können kleine Neuerungen das Pipettieren und Hantieren mit den Substanzen deutlich erleichtern.

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Für ergonomischeres Arbeiten in der Zellkulturtechnik

Viele Studien beschäftigen sich bereits mit der Ergonomie des Arbeitens an der Sicherheitswerkbank. Im Fokus stand dabei bisher vor allem das Hantieren mit kleinen Pipetten bis zu einem Milliliter Volumen. Allerdings ist gerade die Arbeit mit längeren Pipetten – so genannten serologischen Stabpipetten – die in der Arbeit mit Zellkulturmedien häufig eingesetzt werden, anstrengend. Die 30 bis 40 Zentimeter langen Glas- oder Polystyrolrohre mit einem Volumen von bis zu 100 Millilitern stecken in elektronischen Pipettierhilfen, über welche die flüssigen Medien per Knopfdruck exakt aufgenommen und abgegeben werden. Mit diesen unhandlichen Geräten gezielt in die Öffnungen der Medienflaschen zu pipettieren, die man gekippt in der Hand hält, ist zu Beginn des Arbeitstages noch leicht. Doch je länger er an der Sterilbank arbeitet, desto schwerer fällt das auch dem routiniertesten Forscher. Im schlimmsten Fall verkrampfen seine Muskeln und er verlässt das Labor am Abend mit Schmerzen in Schultern und Nacken.

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Nicht nur mit dem richtigen Equipment lässt sich die oft mühsame Arbeit an der Sicherheitswerkbank erleichtern. Manchmal helfen ganz einfache Maßnahmen weiter, beispielsweise:

  • Zeitlimits, damit man nicht zu lange in einer Position arbeitet und sich verspannt.
  • Ab und an die Pipette zwischen rechter und linker Hand wechseln, dann ändert sich die Körperhaltung automatisch.
  • Die optimale Beleuchtung schont die Augen – hell genug sollte sie sein, und das Licht so gerichtet, dass keine Spiegelungen an der Schutzscheibe entstehen.
  • Der richtige Abstand vom Stuhl zur Werkbank und auch die Höhe des Stuhls machen die Arbeit angenehmer.

Eine Flasche gegen Nackenschmerzen

Die Experten der Duran Group kennen diese Leiden des Laboralltags und haben deshalb eine neue Flasche speziell für Zellkulturmedien entwickelt. Sie stellten das Duran-Tilt-Media-Bottle-System im Mai auf der Analytica in München vor – unter dem Motto: mehr Sicherheit im Handumdrehen. Der Name Tilt (engl. Neigung) ist Programm. Denn die Flasche steht sicher in zwei Positionen – gerade und gekippt (s. Abb. 1). Diese einfache Idee bietet einen großen Vorteil: Denn steht sie um 45 Grad gekippt, zeigt ihre Öffnung schräg nach oben. Eine große Erleichterung für den Experimentator. So lässt sich die Pipette viel einfacher und sicherer in die Medienflasche einführen, ohne dass die Flasche in der Hand gehalten werden muss. Sie steht sicher auf der Bank, ohne zitternde, erschöpfte Hand. Tilt erleichtert jedoch nicht nur das Pipettieren. Die Flasche kann zudem aufrecht, also bei 0 Grad Neigung, sicher stehen. So steht sie zum einen platzsparend zur Aufbewahrung im Regal, und zum anderen eignet sie sich in dieser Position hervorragend zur Vakuumfiltration.

Zubehör für die sterile Vakuumfiltration

Diese Technik ist besonders für die Arbeit mit humanen Zellen unerlässlich. Denn diese wachsen oft in hochspezifischen Medien, denen hitzelabile Bestandteile wie Vitamine, Hormone oder Wachstumsfaktoren zugesetzt sind. Eine Hitzesterilisation kommt dann nicht in Frage. Die mechanische Vakuumsterilisation ist eine sinnvolle und sichere Alternative.

Dafür hat Duran auch an das passende Zubehör gedacht: Die Vakuum-Filtereinheit wurde speziell für die Sterilisation oder Klärung wässriger Zellkulturmedien entwickelt. Der Filter ist in drei verschiedenen asymmetrischen Porengrößen erhältlich: 0,1 und 0,2 wie auch 0,45 Mikrometer. Die gelösten Bestandteile des Mediums passieren den Filter unverändert, während Zellen und Zellteile zuverlässig zurückgehalten werden. Über die erhabene Volumen-Markierung an der Außenseite kann der Labormitarbeiter deutlich die eingefüllte Menge an Medium ablesen. Der Filter besteht aus nicht-zytotoxischen Materialien und wird unter Reinraumbedingungen gefertigt. Er passt sowohl auf die Tilt-Flasche, als auch auf herkömmliche GL-45-Zellkulturmedienflaschen. Dafür sorgt der passende und wiederverwendbare Gewindeadapter, der Filtereinheit und Tilt-Flasche miteinander verbindet. Er besteht aus inertem PTFE und kann bei 300 °C autoklaviert sowie sterilisiert werden. An der neuen Tilt-Mediumflasche sind die Volumenmarkierungen in beiden Positionen, ob 0 oder 45 Grad, deutlich ablesbar. Dabei hat Duran übrigens auch an die Linkshänder im Labor gedacht: Die Flasche ist von beiden Seiten bedruckt. Die Volumina können also einfach abgelesen werden, egal mit welcher Hand gearbeitet wird und in welcher Position sie steht.

Der zweite Vorteil der Flasche ist die kompakte Form von Tilt: Die 500 Milliliter fassende Flasche spart Platz im Regal und im Kühlschrank, denn sie lässt sich einfach stapeln. Und sie ist niedriger als die herkömmlichen Mediumflaschen. Sie kann also einfach unter dem Schutzfenster der Sicherheitswerkbank hindurchgeschoben werden – das erleichtert das Zusammenstellen der Geräte und macht das Arbeiten weniger anfällig für Kontaminationen von außen. Und Tilt hat noch einen dritten Vorteil: Die Flaschenöffnung ist mit 56 mm Durchmesser doppelt so groß wie die herkömmliche GL-45-Öffnung. Das erleichtert die Arbeit – und beugt ebenfalls Kontaminationen vor.

Silikonhülle bietet griffigen Lichtschutz

Nicht nur Bakterien, Viren oder Pilze können zum Problem für Zellkulturen werden. Manchmal ist auch UV-Licht unerwünscht, etwa wenn das Nährmedium lichtempfindliche Vitamine enthält. In den meisten Labors kommt in solchen Fällen Alufolie zum Einsatz. Die silbrige Folie umhüllt zwar die Gefäße, kann aber leicht reißen oder verrutschen. Die speziell für Tilt entwickelte Lichtschutzhülle aus Silikon ist dagegen deutlich griffiger – und auch grifffester als die reine Glasoberfläche. Denn die kann ziemlich schlüpfrig sein, vor allem, wenn sie gerade mit Alkohol besprüht wurde, um sie von außen zu desinfizieren. Dank der Sichtfenster in der Hülle kann trotz des Schutzes jederzeit leicht überprüft werden, ob das Medium kontaminiert und trüb ist oder der pH-Wert noch optimal ist.

Farbcodierungen erleichtern Zuordnung von Medien

Trotz aller Vorteile in der Handhabe: Funktionalität ist nicht alles, nicht einmal in der Wissenschaft. Denn Forschung darf nicht nur funktional und effizient sein, sondern manchmal auch verspielt und vor allem kreativ. Deswegen bringt Tilt auch Farbe in den Laboralltag: „Bottle Tags“ lassen sich um den Hals der Flasche legen und so farbcodieren. Die chemisch robusten, hitzeresistenten, waschbaren und wiederverwendbaren Silikonringe gibt es in orange, gelb, blau und violett. Wenn mehrere Labore zum Beispiel eine zentrale Spülküche nutzen, können die farbigen Tags genutzt werden, um die Flaschen den Labors farblich zuzuordnen. Oder die Labormitarbeiter kennzeichnen mit jeweils einer Farbe unterschiedliche Medien. Tilt macht so die Laborarbeit nicht nur sicherer und ergonomischer, sondern auch farbenfroher.

* A. Rees: Duran Group, 55122 Mainz

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