DE102019108228A1

DE102019108228A1 - Verfahren zum biologischen Deaktivieren einer organischen Probe

Info

Publication number: DE102019108228A1
Application number: DE102019108228.5A
Authority: DE
Inventors: Robert Rieger; Martin Strnad
Original assignee: Testo SE and Co KGaA
Current assignee: Testo SE and Co KGaA
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2020-10-01

Abstract

Ein Verfahren zum biologischen Deaktivieren einer organischen Probe (5), bei dem die Probe (5) in einem dicht verschlossenen Behälter (3) in einen Deaktivationsraum (2) gebracht wird (13) und die Probe (5) im Deaktivationsraum (2) zum Deaktivieren erhitzt wird (14), ist dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des Erhitzens dem Deaktivationsraum (2) eine Menge einer Ausgleichssubstanz beigegeben wird, die beim Erhitzen (14) zumindest teilweise in eine gasförmige Phase übergeht.

Description

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum biologischen Deaktivieren einer organischen Probe.
Im Stand der Technik ist es dazu bekannt, eine organische Probe oder ein damit in Kontakt getretenes Objekt, wie etwa einen Probenträger, zu Autoklavieren. Dabei wird die Probe beispielsweise in einem geschlossenen Raum mit Sattdampf auf 121°C erhitzt.
In Mietwohnungen ist es vorgeschrieben, das Warmwasser regelmäßig auf Listerien zu überprüfen. Dabei wird eine Probe des Warmwassers in einen dicht verschlossenen Behälter, der vorzugsweise aus Kunststoff besteht, inkubiert. Nach Abschluss der entsprechenden Messung soll der Behälter mit seinem Inhalt autoklaviert werden, um die biologische Aktivität der untersuchten Probe abzutöten.
Es besteht daher der Wunsch, sicherzustellen, dass der Behälter beim Autoklavieren stabil bleibt, um ein Austreten der Flüssigkeiten im Inneren, insbesondere der Bakterien, zu verhindern. Bei normaler Autoklavierung wäre zwar ein Austritt kein Problem im Sinne einer Kontamination, jedoch würde dies nach sich ziehen, dass die Autoklaviervorrichtung, insbesondere der Deaktivationsraum, aufwendig gereinigt werden müsste.
Ein Problem ist hier, dass die Behälter aus Kostengründen aus Kunststoff gefertigt werden sollen, wobei dieser Kunststoff, insbesondere wenn er aus einem kostengünstigen Material und einem kostengünstigen Herstellungsverfahren hergestellt ist, beispielsweise Polypropylen, bei 120° C weich und formbar wird, so dass die Gefahr besteht, dass ein innen im Behälter aufgebauter Druck den Behälter öffnet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der oben genannten Art zu schaffen, bei dem sichergestellt ist, dass ein Probenbehälter im Inneren eines Autoklaven nicht unbeabsichtigt geöffnet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum biologischen Deaktivieren einer organischen Probe ist dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des Erhitzens dem Deaktivationsraum eine Menge einer Ausgleichssubstanz beigegeben wird, die beim Erhitzen zumindest teilweise in eine gasförmige Phase übergeht.
Diese Flüssigkeit verdampft und erreicht somit einerseits eine gute thermische Ankopplung und andererseits auch einen gewissen Gegendruck, der ein Aufplatzen des Behälters aufgrund des Innendrucks verhindert.
In einer Ausführung der Erfindung wird die Ausgleichssubstanz vor einem Verschließen des Deaktivationsraums, insbesondere gemeinsam mit dem Behälter, beigegeben.
In einer Ausführung eines Verfahrens zum biologischen Deaktivieren einer organischen Probe wird die Probe in einem dicht verschlossenen Behälter in einen Deaktivationsraum gebracht, und die Probe im Deaktivationsraum zum Deaktivieren erhitzt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass, vorzugsweise vor Beginn des Erhitzens, dem Deaktivationsraum eine Menge einer Ausgleichssubstanz mit einem höheren Sättigungsdampfdruck als Wasser beigegeben wird, die beim Erhitzen zumindest teilweise in eine gasförmige Phase übergeht.
Dies hat den Vorteil, dass außerhalb des Behälters ein höherer Druck herrscht als im Inneren des Behälters. Somit lassen sich Undichtigkeiten sicher vermeiden, und die Dichtung des Deckels wird entlastet und die Dichtigkeit verstärkt.
Als solche Ausgleichssubstanz ist beispielsweise Ethanol geeignet. Es sind jedoch auch andere Flüssigkeiten verwendbar.
Besonders günstig ist es, wenn die Flüssigkeit nicht nur am Arbeitspunkt des Autoklaven, also bei 120° C, sondern selbst bei darunterliegenden Temperaturen, beispielsweise bei 80°C oder 90°C, einen Sättigungsdampfdruck aufweist, der den Sättigungsdampfdruck von Wasser bei 120°C übersteigt. Dies hat den Vorteil, dass auch beim Abkühlen der Überdruck bestehen bleibt, so dass auch beim Abkühlen nach dem Autoklavieren kein Austritt von Flüssigkeit zu befürchten ist.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird die Ausgleichsubstanz in einer flüssigen Phase beigegeben. Dabei kann die Flüssigkeit auch in einem Vlies gebunden sein.
In einer alternativen Ausführung der Erfindung wird die Ausgleichssubstanz in einem verschlossenen Vorratsbehältnis, insbesondere einem Beutel, beigegeben. Dies hat den Vorteil, dass die Ausgleichssubstanz einfacher handhabbar ist.
Dabei kann der Beutel beispielsweise an dem Behälter befestigt werden, insbesondere bevor der Behälter in den Deaktivationsraum eingebracht wird. Zweckmäßigerweise ist der Beutel so ausgebildet, dass er durch das Erhitzen der Ausgleichssubstanz zum Platzen gebracht wird.
In einer Ausführung der Erfindung wird der Behälter vor dem Einbringen in den Deaktivationsraum gasdicht verschlossen. Auf diese Weise kann ein Austreten von biologischem Material und ein Eindringen der Ausgleichssubstanz verhindert werden. Insbesondere kann so kein Druckausgleich zwischen dem Behälter und dem Deaktivationsraum stattfinden, und der Überdruck im Deaktivationsraum bleibt bestehen.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum biologischen Deaktivieren einer organischen Probe wird die Probe in einem dicht verschlossenen Behälter in einem Deaktivationsraum gebracht, und die Probe im Deaktivationsraum zum Deaktivieren erhitzt. Diese Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenvolumen des Deaktivationsraums durch den eingebrachten Behälter bis auf ein Restvolumen, das kleiner als ein von dem Behälter eingenommenem Volumen, insbesondere kleiner oder gleich 1 ml, ist, ausgefüllt wird und dass, vorzugsweise vor dem Erhitzen, dem Deaktivationsraum eine Menge einer Ausgleichssubstanz beigegeben wird, die beim Erhitzen zumindest teilweise in eine gasförmige Phase übergeht.
Dies hat den Vorteil, dass mit geringen Flüssigkeitsmengen schon entsprechend hohe Dampfdrücke sicher aufgebaut werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Ausgleichssubstanz bereits beim Aufheizen verbraucht wird.
In einer vorteilhaften Ausführung wird der Behälter zum Deaktivieren auf über 100°C, vorzugsweise auf wenigstens 120°C, erhitzt und/oder autoklaviert. Auf diese Weise ist eine sichere biologische Deaktivierung möglich.
In einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung wird die Menge der Ausgleichssubstanz so bemessen, dass sich während des Erhitzens ein Phasengleichgewicht zwischen der gasförmigen Phase und einer weiteren Phase einstellt, insbesondere wobei zuvor die Ausgleichsubstanz in der weiteren Phase beigegeben wurde. Diese weitere Phase kann dabei eine flüssige oder feste Phase sein.
Die Erfindung umfasst weiterhin einen verschließbaren Behälter für eine Probe mit einem außenseitig angeordneten, abgeschlossenen Vorratsbehältnis, in dem eine Ausgleichssubstanz enthalten ist, der insbesondere zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
In einer Ausführung der Erfindung weist das Vorratsbehältnis eine Solltrennstelle auf. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Ausgleichssubstanz bei definierten Bedingungen aus dem Vorratsbehältnis austreten kann.
In einer Ausführung der Erfindung ist der Behälter gasdicht verschlossen. Dadurch wird verhindert, dass im Inneren des Behälters ein Druckausgleich stattfinden kann. Der Überdruck im Deaktivationsraum gegenüber dem Inneren des Behälters bleibt somit bestehen.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine Vorrichtung zum biologischen Deaktivieren einer organischen Probe, mit einem beheizbaren Deaktivationsraum und einem verschließbaren Behälter, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Innenvolumen des Deaktivationsraums durch den eingebrachten Behälter bis auf ein Restvolumen, das kleiner als ein von dem Behälter eingenommenem Volumen, insbesondere kleiner oder gleich 1 ml, ist, ausgefüllt ist. Dies hat den Vorteil, dass mit geringen Flüssigkeitsmengen der Ausgleichssubstanz schon entsprechend hohe Dampfdrücke sicher aufgebaut werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Ausgleichssubstanz beim Aufheizen verbraucht wird.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:

1: eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips der Erfindung,
2: ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum biologischen Deaktivieren einer organischen Probe und
3: ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die 1 zeigt eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum biologischen Deaktivieren einer organischen Probe. Die Vorrichtung weist einen Deaktivationsraum 2 auf, in den ein Behälter 3 eingesetzt ist. Der Deaktivationsraum 2 ist durch einen Verschluss 4 abgeschlossen. Der Deaktivationsraum 2 besitzt weiterhin eine Heizung, die jedoch im Beispiel nicht gezeigt ist. Die Heizung kann beispielsweise elektrisch betrieben sein.
Der Behälter 3 besitzt einen Behälterinnenraum 7, der zur Aufnahme einer biologischen Probe 5 dient, die eventuell mit Keimen 6 belastet ist. Der Behälter 3 besitzt einen Deckel 10, der vorzugsweise gasdicht schließt.
Zur biologischen Deaktivierung wird der Deaktivationsraum auf eine Temperatur von beispielsweise 121°C erhitzt. Dabei verdampft die biologische Probe 5 im Behälterinnenraum 7, wodurch ein Dampfdruck P1 entsteht, der auf die Behälterwandungen 8 wirkt, wie durch die Pfeile angedeutet. Die biologischen Proben 5 bestehen in der Regel zu einem Großteil aus Wasser, weshalb für die nachfolgende Betrachtung von Wasser ausgegangen wird.
Am Behälter 3 befindet sich ein Vorratsbehälter 9 zur Aufnahme einer Ausgleichssubstanz. Dabei kann der Vorratsbehälter 9 so ausgebildet sein, dass der Dampf der Ausgleichssubstanz leicht austreten kann. Dazu kann der Vorratsbehälter 9 beispielsweise eine Sollbruchstelle aufweisen. Die Ausgleichsubstanz kann jedoch auch in flüssiger Form, gebunden flüssig oder als Feststoff beigegeben werden.
Diese Ausgleichssubstanz besitzt vorzugsweise zumindest teilweise einen höheren Sättigungsdampfdruck oder Sättigungsdruck als Wasser. Die Ausgleichssubstanz kann beispielsweise Ethanol sein. Der Dampfdruck P2 der Ausgleichssubstanz ist im Gleichgewicht jederzeit größer als der Dampfdruck P1 im Behälterinnenraum 7. Es kann daher kein eventuell kontaminierter Dampf aus dem Behälter 3 in den Deaktivationsraum 2 entweichen.
Die 2 zeigt die Vorrichtung 1 gemäß der 1. Demnach ist der Deaktivationsraum 2 so bemessen, dass er durch den Behälter 3 nahezu vollständig ausgefüllt ist. Es verbleibt lediglich ein Restvolumen 16 von ungefähr 1 ml. Dieses Restvolumen 16 wird durch den Dampf der Ausgleichssubstanz sehr schnell ausgefüllt. Dies unterstützt, dass der Dampfdruck P2 im Deaktivationsraum schneller ansteigt, als der Dampfdruck P1 im Behälter 3.
Die 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Demnach wird in Schritt 11 zunächst eine zu deaktivierende Probe in den Behälter 3 eingebracht und der Behälter 3 verschlossen. In einem weiteren Schritt 12 wird eine Ausgleichssubstanz in einen Vorratsbehälter 9 am Behälter 3 eingebracht. Die beiden ersten Schritte können auch in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden. Liegt die Ausgleichssubstanz schon vorgelagert in Vorratsbehälter 9 vor, kann Schritt 12 entfallen.
Der befüllte Behälter 3 wird dann in Schritt 13 in den Deaktivationsraum 2 eingesetzt. Nachdem der Verschluss 4 geschlossen wurde, wird die Deaktivierung 14 durch Erhitzen der Probe 5 durchgeführt. Nach dem Beenden der Deaktivierung wird der Behälter 3 in Schritt 15 entnommen.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Deaktivationsraum
3: Behälter
4: Verschluss
5: Probe
6: Keime
7: Behälterinnenraum
8: Behälterwandung
9: Vorratsbehälter
10: Deckel
11: Probe in Behälter füllen
12: Ausgleichssubstanz einbringen
13: Behälter einsetzen
14: Deaktivierung durchführen
15: Behälter entnehmen
16: Restvolumen
P1: Dampfdruck im Behälter
P2: Dampfdruck im Deaktivationsraum

Claims

Verfahren zum biologischen Deaktivieren einer organischen Probe (5), wobei die Probe (5) in einem dicht verschlossenen Behälter (3) in einen Deaktivationsraum (2) gebracht wird (13) und die Probe (5) im Deaktivationsraum (2) zum Deaktivieren erhitzt wird (14), dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des Erhitzens dem Deaktivationsraum (2) eine Menge einer Ausgleichssubstanz beigegeben wird, die beim Erhitzen (14) zumindest teilweise in eine gasförmige Phase übergeht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichssubstanz vor einem Verschließen des Deaktivationsraums (2), insbesondere gemeinsam mit dem Behälter (3), beigegeben wird.
Verfahren zum biologischen Deaktivieren einer organischen Probe (5), insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Probe (5) in einem dicht verschlossenen Behälter (3) in einen Deaktivationsraum (2) gebracht wird und die Probe (5) im Deaktivationsraum (2) zum Deaktivieren erhitzt wird (14), dadurch gekennzeichnet, dass, vorzugsweise vor Beginn des Erhitzens, dem Deaktivationsraum (2) eine Menge einer Ausgleichssubstanz mit einem höheren Sättigungsdampfdruck als Wasser beigegeben wird, die beim Erhitzen zumindest teilweise in eine gasförmige Phase übergeht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsubstanz in einer flüssigen Phase beigegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichssubstanz Ethanol ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichssubstanz in einem verschlossenen Vorratsbehältnis (9), insbesondere einem Beutel, beigegeben wird, insbesondere wobei der Beutel an dem Behälter befestigt beigegeben und/oder durch Erhitzen der Ausgleichssubstanz zum Platzen gebracht wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (3) vor dem Einbringen in den Deaktivationsraum gasdicht verschlossen wird.
Verfahren zum biologischen Deaktivieren einer organischen Probe (5), insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Probe (5) in einem dicht verschlossenen Behälter (3) in einem Deaktivationsraum (2) gebracht wird (13) und die Probe (5) im Deaktivationsraum (2) zum Deaktivieren erhitzt wird (14), dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenvolumen (7) des Deaktivationsraums (2) durch den eingebrachten Behälter (3) bis auf ein Restvolumen, das kleiner als ein von dem Behälter eingenommenem Volumen, insbesondere kleiner oder gleich 1 ml, ist, ausgefüllt wird und dass, vorzugsweise vor dem Erhitzen, dem Deaktivationsraum (2) eine Menge einer Ausgleichssubstanz beigegeben wird, die beim Erhitzen zumindest teilweise in eine gasförmige Phase übergeht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (3) zum Deaktivieren auf über 100°C, vorzugsweise auf wenigstens 120°C, erhitzt und/oder autoklaviert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Ausgleichssubstanz so bemessen wird, dass sich während des Erhitzens ein Phasengleichgewicht zwischen der gasförmigen Phase und einer weiteren Phase einstellt, insbesondere wobei zuvor die Ausgleichsubstanz in der weiteren Phase beigegeben wurde.
Verschließbarer Behälter (3) für eine Probe (5) mit einem außenseitig angeordneten, abgeschlossenen Vorratsbehältnis (9), in dem eine Ausgleichssubstanz enthalten ist, insbesondere zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Behälter (3) nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratsbehältnis (9) eine Solltrennstelle aufweist.
Behälter (3) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass er gasdicht verschlossen ist oder verschließbar ist.
Vorrichtung zum biologischen Deaktivieren einer organischen Probe (5), insbesondere zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem beheizbaren Deaktivationsraum (2) und einem verschließbaren Behälter (3), insbesondere nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenvolumen des Deaktivationsraums (2) durch den eingebrachten Behälter (3) bis auf ein Restvolumen (16), das kleiner als ein von dem Behälter (3) eingenommenem Volumen, insbesondere nicht kleiner oder gleich 1 ml, ist, ausgefüllt ist.