Vorbereitung von Kulturmedien

Kulturmedien, auch bezeichnet als Nährmedien, sind spezielle Gemische, die Nährstoffe und andere Substanzen enthalten, mit denen das Wachstum von Bakterien und Pilzen (Hefen oder Schimmelpilze) gefördert wird. Kulturmedien finden Verwendung bei der Qualitätskontrolle nicht steriler Rohmaterialien und Fertigprodukte sowie bei mikrobiologischen Kontaminationstests (Sterilitätstests) wie etwa bei der Hygieneüberwachung, der Validierung von Sterilisationsverfahren und der Wirksamkeitsbestimmung von Konservierungsmitteln und antimikrobiellen Mitteln.

Mikrobenzähltests für nicht sterile Produkte erfolgen nach den harmonisierten Testverfahren der europäischen, US-amerikanischen und japanischen Pharmakopöen. Diese Tests, früher als Microbial Limit Tests (MLT) bezeichnet, bestimmen die Keimbelastung der Produktprobe. Dies gelingt durch Zählen der auf den Nährböden gewachsenen koloniebildenden Einheiten für eine bekannte Stichprobengrösse (KBE/g). Die Akzeptanzkriterien basieren auf der Keimbelastung nach Total Aerobic Microbial Count (TAMC) sowie Total Yeast and Mold Count (TYMC). Darüber hinaus wird anhand spezifischer Tests die An- bzw. Abwesenheit bestimmter, potenziell problematischer Mikroorganismen bestätigt.

Die Inhaltsstoffe von Kulturmedien sind abhängig vom durchgeführten Test sowie dem Mikroorganismus, auf den getestet werden soll. Die Basis stellt häufig eine (flüssige) Nährbouillon, die oft mit Agar vermischt und in Petrischalen zubereitet wird (dann kann das Medium halbfest oder fest sein). Bei angereicherten oder selektiven Medien kommen noch weitere spezifische Komponenten hinzu.

Die Zubereitung von Kulturmedien erfordert eine hohe Genauigkeit, damit das Wachstum der Mikroben ordnungsgemäss gefördert wird. Die jeweiligen Bestandteile der Kulturmedien (Pulver, Gele und Flüssigkeiten) müssen streng nach Kulturmedienrezeptur sorgfältig abgewogen werden. Für die Hauptkomponenten wird meist eine Präzisionswaage mit einer Ablesbarkeit von 1 bis 10 mg verwendet. Für das Wägen von Spurenelementen wie Kupfer und Zink kann eine Analysenwaage erforderlich sein. Bei Zubereitung einer geringeren Menge an Kulturmedien müssen die Inhaltsstoffe korrekt neu berechnet werden. Zudem kann eine Waage mit einer höheren Ablesbarkeit erforderlich sein, um die Genauigkeitsanforderungen zu erfüllen.

Eine genaue Zubereitung der Kulturmedien ist unerlässlich, um sicherzustellen, dass das Mikrobenwachstum korrekt unterstützt wird. Sehen Sie sich das Video an und erfahren Sie, wie die XPR-Präzisionswaagen von METTLER TOLEDO Sie nicht nur bei der präzisen Rezeptierung Ihrer Kulturmedien unterstützen, sondern diese Arbeit auch noch weiter vereinfachen. So sparen Sie Zeit und Aufwand.

Die Zubereitung von Nährmedien, ob flüssig oder auf Agarbasis, ist in jedem mikrobiologischen Labor ein gängiges Verfahren. Es gehören viele Einzelschritte dazu, die sorgfältig abgearbeitet werden müssen. Nur so kann eine Kreuzkontamination vermieden werden und die Gesundheit der Verbraucher geschützt werden.

1. Rezeptur für Nährmedium aus der Datenbank auswählen
2. Mengen der Inhaltsstoffe entsprechend dem gewünschten Endvolumen an Nährmedium umrechnen
3. Hauptbestandteile in den Behälter wägen
4. Spurenbestandteile auf einer Waage mit hoher Genauigkeit wägen und in den Behälter geben
5. Entionisiertes Wasser bis zu etwa 80 % des erforderlichen Volumens zugeben
6. Bestandteile durch Mischen lösen, ggf. schonende Erwärmung erforderlich
7. pH-Wert mit einem pH-Messgerät prüfen und ggf. einstellen
8. Nährmedium bis zum Sollvolumen auffüllen
9. Behälter etikettieren
10. Im Autoklav sterilisieren
11. Resultate dokumentieren

Arten von mikrobiologischen Qualitätskontrollprüfungen

Je nach Produktart und -zweck gibt es drei Hauptkategorien mikrobiologischer Qualitätskontrollprüfungen, bei denen Wachstumsmedien verwendet werden:

Richtlinien für die mikrobiologische Untersuchung nicht steriler Produkte

Anhand der Tests auf Einhaltung von mikrobiologischen Grenzwerten wird festgestellt, ob ein nicht steriles Produkt den vorgegebenen Spezifikationen für die mikrobiologische Qualität entspricht. Solche nicht sterilen Produkte sind etwa kosmetische, medizinische und pharmazeutische Produkte, die eingenommen, an einer bestimmten Stelle angewendet oder inhaliert werden können. Die Wirksamkeit solcher Produkte kann durch Anwesenheit bestimmter Mikroorganismen beeinträchtigt oder sogar aufgehoben werden. Darüber hinaus können einige Mikroorganismen die Gesundheit des Verbrauchers beeinträchtigen. Mikrobenzähltests umfassen eine Reihe von Tests, mit denen Hersteller dafür sorgen können, dass die mikrobiologische Belastung ihrer Endprodukte innerhalb sicherer Grenzen bleibt.

Viele Länder geben eigene Richtlinien zur Festlegung der Sicherheit nicht steriler Produkte heraus. Für den europäischen, den US-amerikanischen und den japanischen Markt wurden die wichtigsten Normen jedoch harmonisiert, wie aus der folgenden Tabelle hervorgeht.

Richtlinien für die Sterilitätsprüfung steriler Produkte

Die Sterilitätsprüfung bestätigt, dass Produkte frei von lebensfähigen Mikroorganismen sind. Eine solche Sicherheit ist von entscheidender Bedeutung für Medizinprodukte, Pharmazeutika, Gewebematerialien und alle anderen Stoffe, die als steril oder frei von lebensfähigen Mikroorganismen beworben werden. Neben der Ermittlung einer potenziellen Kontamination werden Sterilitätstests auch zur Bestimmung der antimikrobiellen Wirksamkeit von Stoffen und zur Validierung von Sterilisationsverfahren eingesetzt.

Werden komplexe Rezepturen für Nährmedien und viele verschiedene Zutaten verarbeitet, kann die Zubereitung solcher Medien sehr zeit- und arbeitsintensiv werden. Um die Sicherheit der Verbraucher zu gewährleisten, ist es unerlässlich, es richtig zu machen. Wenn Sie Unterstützung bei der Zubereitung von Kulturmedien benötigen oder sich zu Themen wie der Einhaltung von SOPs, elektrostatischen Herausforderungen oder Dokumentation und Rückverfolgbarkeit beraten lassen möchten, wenden Sie sich an unser Expertenteam. Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren, wenn Sie Hilfe oder Rat benötigen.

Kultur- und Nährmedien bestehen oft aus mehr als fünf, mitunter sogar aus bis zu 30 Bestandteilen. Für derart komplexe Rezeptierungen braucht es viel Sorgfalt und Aufmerksamkeit. Selbst der schnellste Labortechniker kann bis zu 1,5 h benötigen, um ein solches Gemisch herzustellen.

Berechnungen für die Zubereitung von Nährmedien

Bei den meisten Rezepten wird eine Menge von einem Liter Nährmedium hergestellt. Wenn ein anderes Volumen als ein Liter benötigt wird, ist es notwendig, alle Inhaltsstoffmengen entsprechend neu zu berechnen und alle neuen Werte aufzuzeichnen. Jeder Fehler bei den Berechnungen oder bei der Protokollierung der neuen Werte kann dazu führen, dass das Kulturmedium nicht die erforderliche Leistung erbringt, was schwerwiegende Folgen haben kann.

Wägen und Aufzeichnen von Wägeresultaten

Bei der Arbeit mit einem Nährmedienrezept oder den neu berechneten Werten muss sich der Labortechniker darauf verlassen können, dass jede Zutat in der korrekten Menge zugegeben wird und dass tatsächlich alle notwendigen Zutaten hinzugefügt werden. Dazu werden die Inhaltsstoffe beim Wägen oft auf einer Liste abgehakt. Bei der Protokollierung der tatsächlichen Massen oder bei der Übertragung auf einen Computer dürfen keinerlei Transkriptionsfehler auftreten. Werden bei der Zubereitung von Kulturmedien zwei Waagen eingesetzt, steigen Komplexität und Fehlerrisiko, die Effizienz sinkt.

Einflussfaktoren auf die Wägequalität

Die Inhaltsstoffe von Kulturmedien können mit verschiedenen Behältern gewogen werden, vom Wägeschiffchen bis hin zu Bechern mit fünf Litern Volumen. Alle verwendeten Behälter sowie die Waage selbst können äusseren Einflüssen wie etwa Luftbewegungen, elektrostatischen Aufladungen oder dem Magnetfeld eines Rührwerks unterliegen. Schwierigkeiten beim Tarieren der Waage, Messwertdrift und längere Einschwingzeiten sind die Folge. Solche Herausforderungen erhöhen den Zeitaufwand für die Herstellung der Kulturmedien und mindern die Produktivität.

Die Schwierigkeiten beim Wägen in einer Sicherheitskabine oder einem Abzug

Die Auswirkungen von Luftzug innerhalb einer Sicherheitskabine oder eines Abzugs können mithilfe eines Windschutzes für Waage und Behälter gemildert werden. Dieser Windschutz hilft zwar, Wägefehler zu vermeiden, hat aber einige praktische Nachteile:

1. Das Öffnen und Schliessen der Windschutztüren kostet Zeit.
2. Der Zugang zur Waagschale ist erschwert.
3. Schwere und/oder unhandliche Behälter sind oft schwierig in der Handhabung.
4. Der Windschutz muss auch gereinigt werden.

Dokumentation

Die fertigen Kulturmedien müssen zur Vermeidung von Verwechslungen nicht nur vollständig etikettiert werden. Alle Daten zu diesen Medien müssen für die Rückverfolgbarkeit auch protokolliert und sicher aufbewahrt werden, damit ggf. später darauf zugegriffen werden kann. Die manuelle Verarbeitung grosser Datenmengen ist zeitaufwendig und fehleranfällig.

Die XPR-Präzisionswaagen von METTLER TOLEDO gewährleisten eine hohe Genauigkeit und unterstützen Sie bei vielen der für die Nährmedienvorbereitung typischen Herausforderungen. Damit vereinfachen Sie verschiedene Prozesse und reduzieren die Arbeitsbelastung für Ihre Mitarbeitenden im Labor. Die Waagen sind mit Ablesbarkeiten von 0,1 mg bis 100 mg und Höchstlasten von bis zu 10 kg erhältlich. Damit sind XPR-Präzisionswaagen perfekt für eine Vielzahl von Anwendungen bei der Zubereitung von Kulturmedien geeignet.

Rezepturen direkt auf der Waage

Bis zu 50 Rezepturen für die Herstellung von Kulturmedien können direkt auf der Waage als Wägemethoden gespeichert werden. So können Mitarbeitende direkt auf das gewünschte Rezept zugreifen und mit der Arbeit beginnen. Auf dem Waagendisplay sieht der Anwender Schritt-für-Schritt-Anweisungen. So kann problemlos nachvollzogen werden, wie weit der Prozess fortgeschritten ist.

Automatische Berechnungen und Speicherung der Resultate

Zu Beginn des Rezeptiervorgangs gibt der Mitarbeitende einfach das gewünschte Endvolumen ein und die Mengen der Zutaten werden automatisch umgerechnet. Die Waage zeigt dann an, wann welche Komponente in welcher Menge abgewogen werden soll, speichert das tatsächliche Gewichtsresultat und tariert automatisch, bevor die nächste Komponente zugegeben wird. Eine manuelle Ergebniserfassung entfällt und die Ergebnisse können am Ende automatisch ausgedruckt werden.

Kein Windschutz erforderlich

Alle XPR-Präzisionswaagen sind mit der SmartPan™ Waagschale ausgestattet. Die SmartPan bietet unerreichte Stabilität, da der Einfluss von Luftströmen auf die Wägezelle minimiert wird. So kann auch ohne Windschutz auf das Milligramm genau gewogen werden. Im Vergleich mit einer herkömmlichen Waagschale sind mit der SmartPan Resultate in der Hälfte der Zeit möglich.

Einfache Reinigung

Gut gereinigte Geräte sind unerlässlich, um das Risiko einer Kreuzkontamination zu reduzieren. Auch bei Verschüttungen macht sich die SmartPan-Waagschale bezahlt. Sie schützt die Waage vor Spritzern und etwaige Substanzen können sicher entsorgt werden. Die Waagschale lässt sich einfach von der Waagenbasis abnehmen und ist spülmaschinengeeignet. Eine Gehäuseschutzhülle schützt die Wägezelle nicht nur vor eindringenden Flüssigkeiten. Die glatte Oberfläche ist auch leicht zu reinigen und verhindert die Ansammlung von Schmutz. Für die Waagenanzeige sind Abdeckungen erhältlich, die unempfindlich gegenüber Chemikalien sind. Sie können nach Gebrauch einfach abgenommen und entsorgt werden. So wird wiederum eine Kreuzkontamination vermieden.

Haben Sie sich jemals gewünscht, dass Einwäge- und Dokumentationsprozesse für die Medienformulierung weniger kompliziert wären? Ist Ihnen die Herausforderung einer optimierten Medienrezeptur bekannt? Lesen Sie unseren Leitfaden und erfahren Sie, wie massgeschneiderte Instrumente, Software und Zubehörteile einem Forschungs- und Entwicklungslabor helfen können, bei den Rezeptierprozessen ein hohes Mass an Wägezuverlässigkeit, Einheitlichkeit der Medien, Gesamtwirtschaftlichkeit und Produktqualität zu gewährleisten.

Die XPR-Präzisionswaagen von METTLER TOLEDO können mit unserer eigenen Labor-Software LabX verbunden werden, um eine Komplettlösung für ganze Arbeitsabläufe mit umfassenden Datenverwaltungsoptionen zu schaffen. Alle angeschlossenen Anwender greifen auf eine zentrale Datenbank zu, in der die Arbeitsanweisungen für die Zubereitung von Kulturmedien gespeichert sind. So ist sichergestellt, dass jeder Mitarbeitende die Verfahren einhält. Die Software verarbeitet automatisch alle Prozessinformationen und Berechnungen. Die Resultate werden sicher in der Datenbank gespeichert und können jederzeit zur weiteren Analyse und Berichterstellung abgerufen werden. Die Software macht eine manuelle Datenerfassung praktisch überflüssig. Auch detaillierte Etiketten können automatisch gedruckt werden.

Die Lösung kann in bestehende ERP/LIMS-Systeme integriert werden und ermöglicht somit den bidirektionalen Transfer von Rezepten und Resultaten. Alle Instrumente, Aufgaben und Benutzer können zentral verwaltet werden. Laborleiter können den Fortschritt von Aufgaben in Echtzeit überwachen, ohne im Labor anwesend sein zu müssen. In stark regulierten Umgebungen unterstützt die Software Sie bei der Einhaltung von Anforderungen an die Datenintegrität gemäss FDA ALCOA+.

Ob für die schnelle und zuverlässige pH-Messung oder die Einhaltung strenger Vorschriften, METTLER TOLEDO ist für Sie da.

Die topmoderne Produktlinie SevenExcellence punktet mit intuitiver Touchscreen-Bedienung per OneClick™. So können gespeicherte Methoden direkt per Shortcut vom Startbildschirm aufgerufen werden. Mit Intelligent Sensor Management sind Ihre pH-Elektroden immer in einem tadellosen Zustand und liefern genaue Resultate. Die Linie Seven Excellence kann für lückenlose Rückverfolgbarkeit und Datenintegrität an LabX angebunden werden.

Für die pH-Messungen auf Oberflächen wie etwa Agarplatten sollten spezielle Oberflächenelektroden wie die InLab Surface Pro-ISM verwendet werden.