Die Kühlkette ist der lückenlose Prozess, der sicherstellt, dass ein temperaturempfindliches Material vom Moment der Herstellung bis zum Moment der Verwendung in einem festgelegten Temperaturbereich gehalten wird. Das Bild der Kette ist bewusst gewählt: Eine Unterbrechung an einem der Glieder – Lagerung, Verpackung, Transport und Annahme – kann die Sorgfalt an den übrigen Gliedern zunichtemachen. Giftproben, die Protein und Peptide enthalten, gehören zu diesen Materialien.
Die Trocknung ist der erste Schritt, der die Stabilität des Gifts erhöht; warum und wie sie erfolgt, wurde im Beitrag zur Lyophilisation von Gift beschrieben. Auch eine trockene Probe verändert sich mit der Zeit, und diese Veränderung lässt sich nur verlangsamen, indem man die Temperatur niedrig und konstant hält. Dieser Beitrag behandelt die Lagerausrüstung, die Lagerordnung und die Kühlkette beim Versand.
Temperaturstufen
| Stufe | Typische Ausrüstung | Übliche Verwendung im Labor |
|---|---|---|
| 2–8 °C | Kühlschrank in Laborausführung | Kurzzeitige Aufbewahrung, aufgetaute und bald zu verwendende Proben |
| Etwa −20 °C | Standard-Laborgefrierschrank | Mittelfristige Lagerung trockener Proben und Aliquote |
| Etwa −80 °C | Ultratiefkühlschrank | Langzeitarchiv und Referenzproben |
| Etwa −78 °C | Trockeneis (festes Kohlendioxid) | Transport tiefgefrorener Proben |
| Etwa −196 °C | Flüssigstickstoff- und Dampfphasentanks | Besondere Materialien wie Zellen und Gewebe |
Welche Stufe gewählt wird, hängt von Material, Form und Lagerdauer ab. Eine niedrigere Temperatur bedeutet nicht immer besser; bei der Wahl werden auch Zuverlässigkeit des Geräts, die Häufigkeit des Zugriffs auf die Probe und die Möglichkeit der Umlagerung im Störungsfall berücksichtigt. Die für ein Produkt geltende Lagerbedingung entnimmt man nicht der allgemeinen Gewohnheit, sondern den Dokumenten dieses Produkts; der der Lagerung gewidmete Abschnitt des Sicherheitsdatenblatts und der Produktsteckbrief sind die Quelle dieser Information.
Ordnung im Tiefkühler
Die Temperatur ist im Tiefkühler nicht an jeder Stelle gleich. Türnahe Fächer und obere Abteilungen erwärmen sich bei jedem Öffnen stärker; hintere und untere Bereiche sind stabiler. Wertvolle oder lange zu lagernde Proben werden deshalb weit weg von der Tür platziert. Beim Inbetriebnehmen eines neuen Geräts macht eine Temperaturkartierung an verschiedenen Punkten des Innenraums diese Unterschiede zahlenmäßig sichtbar.
Tiefkühler mit automatischer Abtaufunktion gelten als ungeeignet für die Probenlagerung. Während des Abtauzyklus steigt die Innentemperatur in regelmäßigen Abständen, und die Probe erfährt unbemerkt wiederholte Erwärmung und Abkühlung. Laborgeräte haben diesen Zyklus nicht; angesammelte Vereisung wird durch geplante Wartung von Hand entfernt.
Die Zeit, in der die Tür offen bleibt, ist die größte Quelle von Temperaturschwankungen. Sie lässt sich verkürzen, indem man die Probe findet, ohne zu suchen:
- Jede Box und jedes Fach hat einen Positionscode; der Probendatensatz enthält diesen Code.
- Etiketten werden aus kälte- und kondensationsbeständigem Material gewählt und mit wischfestem Stift oder per Druck beschriftet.
- Es werden dichte Röhrchen mit Schraubdeckel verwendet; Glasgefäße werden wegen der Rissgefahr bei sehr niedriger Temperatur sorgfältig ausgewählt.
- Proben werden in Einweg-Aliquote aufgeteilt; so verlässt der Hauptvorrat nicht unnötig den Tiefkühler.
- Die Bestandsliste wird außerhalb des Tiefkühlers geführt und bei jeder Ein- und Entnahme aktualisiert.
Überwachung, Alarm und Störungsplan
Der Beleg der Kühlkette ist die Aufzeichnung. Tiefkühler werden mit einem kontinuierlich messenden Datenlogger überwacht und an ein Alarmsystem angeschlossen, das akustisch und aus der Ferne warnt, wenn die Temperatur den festgelegten Grenzwert überschreitet. Die Aufzeichnung ist deutlich wertvoller als der Momentanwert auf der Anzeige, da sie nachträglich zeigen kann, wann ein Problem begann und wie lange es dauerte.
Eine Störung gilt nicht als Möglichkeit, sondern als Frage der Zeit. Notstrom, der das Gerät bei einem Stromausfall versorgt, freie Kapazität, die den Inhalt eines ausgefallenen Tiefkühlers sofort aufnehmen kann, und eine kurze Anweisung, wer bei Alarm was tut, sind die Grundbausteine des Plans. Bei geschlossener Tür kann ein gut isoliertes Gerät seine Innentemperatur eine Zeit lang halten; da diese Zeit je nach Gerät und Füllgrad schwankt, wird sie nicht geschätzt, sondern durch Messung bekannt.
Kühlkette beim Versand
Der Moment, in dem die Probe den Betrieb verlässt, ist das empfindlichste Glied der Kette. Eine isolierte Transportbox, ein geeignetes Kühlmittel und ein mitreisender Temperaturlogger sind die wichtigsten Werkzeuge dieser Phase. Für tiefgefrorene Proben wird meist Trockeneis verwendet; für den Bereich 2–8 °C werden vorkonditionierte Gelpacks bevorzugt.
Trockeneis geht direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über und setzt Kohlendioxid frei. Deshalb wird eine Box mit Trockeneis so verschlossen, dass Gas entweichen kann; in einem vollständig dichten Behälter baut das sich ansammelnde Gas Druck auf. In geschlossenen und schlecht belüfteten Bereichen stellt sich ansammelndes Kohlendioxid zudem als eigenes Risiko für die Beschäftigten dar. Trockeneis ist zugleich Gegenstand der Transportvorschriften und kann eine Deklaration erfordern; der allgemeine Rahmen des Gefahrguttransports wurde im Beitrag zu ADR, IMDG und IATA beschrieben. Die Kühlmittelmenge wird unter Berücksichtigung von Reisedauer und möglichen Verzögerungen festgelegt.
Kontrolle bei der Annahme
- Prüfen Sie den äußeren Zustand und die Etiketten der Box.
- Prüfen Sie, ob das Trockeneis aufgebraucht ist beziehungsweise wie der Zustand der Gelpacks ist.
- Lesen Sie die Daten des Temperaturloggers aus und notieren Sie, ob Abweichungen vorliegen.
- Überführen Sie die Probe ohne Wartezeit in die vorgesehene Lagerbedingung.
- Tragen Sie Datum, Uhrzeit und Beobachtungen der Annahme in den Probendatensatz ein.
Eine Sendung mit festgestellter Abweichung wird nicht sofort verwendet oder verworfen; der Sachverhalt wird mit dem Absender geteilt, und die Beurteilung der Probe wird gemeinsam entschieden.
Fortführung der Kette auf Empfängerseite
Die Kühlkette endet nicht mit der Zustellung. Wie die Probe im Empfängerlabor gelagert wird, wie oft sie aufgetaut wurde und wie lange sie offen stand, beeinflusst die Konsistenz der folgenden Messungen unmittelbar. Auch der Auftauschritt gehört zur Kette: Gefrorene flüssige Proben werden meist auf Eis oder im Kühlschrank kontrolliert aufgetaut, an der Röhrchenwand verbliebene Tropfen werden durch kurzes Zentrifugieren gesammelt, und die Probe wird ohne Wartezeit verwendet. Wird die Probe in diesem letzten Glied unnötig in warmer Umgebung belassen, kann dies alle vorherige Sorgfalt zunichtemachen. Die Aufrechterhaltung der Kühlkette gehört zu den für unsere Produkte festgelegten Pflichten des Käufers; Formulare und zugehörige Abschnitte finden sich auf der Seite Produkte. Die zeitlich auftretende Veränderung selbst wird im Beitrag zur Stabilität von Gift behandelt.
