Autoklaven sind in Labors unverzichtbare Instrumente zur Sterilisierung von Geräten und Materialien. Sie arbeiten bei 121 Grad Celsius, einer Temperatur, die in Verbindung mit hohem Druck Mikroorganismen wirksam abtötet. Diese hohe Temperatur ist entscheidend für die Zerstörung einer Vielzahl von Krankheitserregern, darunter Bakterien, Viren und Pilze. Der Druck im Inneren des Autoklaven, der in der Regel 15 psi über dem atmosphärischen Druck liegt, hebt den Siedepunkt des Wassers an, so dass die Temperatur 121 Grad Celsius erreicht und aufrechterhalten werden kann, was für die meisten Mikroorganismen tödlich ist.
4 Hauptgründe, warum Autoklaven bei 121°C arbeiten
1. Temperatur (121°C): Denaturierung mikrobieller Proteine
Die Wahl von 121 Grad Celsius ist entscheidend. Diese Temperatur ist hoch genug, um die Proteine in den Mikroorganismen zu denaturieren, was für deren Zerstörung unerlässlich ist. Proteine sind die Bausteine der Zellen und für deren Funktion unerlässlich. Wenn diese Proteine denaturiert sind, können die Zellen nicht mehr funktionieren, was zu ihrem Tod führt. Diese Temperatur reicht auch aus, um die Zellwände und -membranen der Mikroorganismen aufzubrechen, was ebenfalls zu ihrer Zerstörung beiträgt.
2. Druck (15 psi): Anhebung des Siedepunkts von Wasser
Der Druck im Inneren eines Autoklaven wird auf 15 psi über dem atmosphärischen Druck erhöht. Dieser Druckanstieg ist von entscheidender Bedeutung, da er den Siedepunkt von Wasser anhebt. Bei normalem atmosphärischem Druck siedet Wasser bei 100 Grad Celsius. Durch die Erhöhung des Drucks wird jedoch der Siedepunkt angehoben, so dass das Wasser bei höheren Temperaturen als Dampf vorliegen kann. Aus diesem Grund kann die Temperatur in einem Autoklaven 121 Grad Celsius erreichen und halten, was für eine wirksame Sterilisation erforderlich ist.
3. Die Rolle von Dampf bei der Sterilisation: Effiziente Wärmeübertragung
Die Verwendung von Dampf in Autoklaven ist ebenfalls von Bedeutung. Dampf überträgt die Wärme effektiver als trockene Luft und kann daher effizienter in die Materialien eindringen. Durch diese schnelle und gründliche Wärmeübertragung wird sichergestellt, dass alle Oberflächen der zu sterilisierenden Gegenstände der hohen Temperatur ausgesetzt sind und alle vorhandenen Mikroorganismen abgetötet werden. Die im Dampf enthaltene Feuchtigkeit trägt außerdem zur Koagulation der Proteine in den Mikroorganismen bei, was den Sterilisationsprozess beschleunigt.
4. Schlussfolgerung: Tödliche Kombination von Temperatur und Druck
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Autoklaven bei 121 Grad Celsius arbeiten, weil diese Temperatur in Verbindung mit dem erhöhten Druck für ein breites Spektrum von Mikroorganismen tödlich ist. Die hohe Temperatur denaturiert ihre Proteine, und der Druck sorgt dafür, dass die Temperatur auf diesem tödlichen Niveau gehalten werden kann. Die Verwendung von Dampf verbessert die Wärmeübertragung und trägt weiter zur Koagulation der mikrobiellen Proteine bei, wodurch das Verfahren für die Sterilisation sehr effektiv ist.
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