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Kompaktlexikon der Biologie: Sterilisation

Sterilisation, 1) Mikrobiologie: Entkeimung, das Abtöten aller Mikroorganismen oder von deren Ruhestadien sowie die Inaktivierung von Viren in einem Wachstumsmedium. Bei einer Teilentkeimung (Pasteurisieren) werden nur die vegetativen Formen der Mikroorganismen abgetötet. Sterilisiert werden z.B. ärztliche Instrumente, Verbandsmaterialien, Nährböden für Mikroorganismen und Konserven. Eine S. oder Teilentkeimung erreicht man durch Hitze, Filtration, Strahlung oder chemische Mittel.

Trockene und feuchte Hitze. Die vegetativen Zellen von Bakterien und Pilzen werden bei Temperaturen um 60 °C innerhalb von 5 bis 10 min abgetötet, Hefe- und Pilzsporen sowie vegetative Zellen von hyperthermophilen Archaebakterien erst bei Temperaturen über 80 °C und Bakteriensporen erst bei über 120 °C. Feuchte Hitze ist wirksamer als trockene Hitze. Die S. mit feuchter Hitze wird in einem Autoklaven (Dampfdrucksterilisator) oder durch fraktionierte S. im strömenden Dampf bei 100 °C (Tyndallisation) durchgeführt. In einem Autoklaven erfolgt die S. durch Einwirkung von unter Druck stehendem Dampf bei Temperaturen von 120 bis 135 °C. Bei der fraktionierten S. wird in Abständen von je einem Tag dreimal auf 100 °C erhitzt. In der Zwischenzeit keimen die Endosporen aus und gehen in den vegetativen Zustand über. Die vegetativen Stadien werden durch 100 °C abgetötet. Eine Hitzebehandlung bei Temperaturen unter 100 °C , die nur zu einer teilweisen Entkeimung (Teilentkeimung) führt, ist die auf L. Pasteur zurückgehende Pasteurisierung. Hierbei wird für 5 bis 10 min auf 70 – 80 °C erhitzt. Bei der S. von Milch durch Ultrahocherhitzung (H-Milch) wird überhitzter Wasserdampf in die Milch injiziert, wobei für 1 bis 2 s eine Temperatur von 135 bis 150 °C erreicht wird. Gegen Hitze unempfindliche Geräte sterilisiert man für 2 h bei 160 °C (oder 30 min bei 180 °C) in einem Trockensterilisator. Dabei werden alle Bakteriensporen abgetötet. Durch Ausglühen oder Abbrennen in der Flamme werden Impfösen, Impfnadeln, Scheren, Messer u.a. sterilisiert.

Zur S. und Teilentkeimung werden UV-Strahlen, Mikrowellen, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen eingesetzt. Lösungen, die wärmeempfindliche Substanzen (z.B. Vitamine, Zucker) enthalten, können durch Filtration entkeimt werden, z.B. durch Membranfilter aus Nitrocellulose. ( vgl. Tab. )

Viele Verfahren der S. werden bei der Konservierung eingesetzt. (Desinfektion)

2) Medizin und Zoologie: künstliche Unfruchtbarmachung durch operative Durchtrennung der Samenleiter bzw. der Eileiter als Maßnahme der Empfängnisverhütung (bzw. bei Haustieren zur Verhütung unerwünschter Trächtigkeit); die Keimdrüsen und ihre Funktion bleiben im Gegensatz zur Kastration erhalten.

Bei der S. des Mannes werden unter örtlicher Betäubung die direkt unter der Haut des Hodensacks liegenden Samenleiter durchtrennt, mit der Folge, dass keine Spermien mehr in den Samenerguss gelangen. Bei der Frau werden, meist unter Vollnarkose, die beiden Eileiter durchtrennt und verschorft oder mit Clips verschlossen, sodass die Oocyte sich nicht mehr mit einem Spermium vereinigen kann. Beide Verfahren haben den Vorteil, dass sie normalerweise keinen Einfluss auf die sexuelle Erlebnisfähigkeit haben und die sicherste Methode zur Empfängnisverhütung sind. Sie sind jedoch auch als endgültig zu betrachten, da die Versuche, eine Sterilisation rückgängig zu machen, in den meisten Fällen nicht gelingen.

Zur Bekämpfung von tierischen Schädlingen werden auch ionisierende Strahlen zur S. eingesetzt.



Sterilisation: Sterilisationsmethoden und ihre Anwendungsbereiche

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  • Die Autoren

Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
Dr. Barbara Dinkelaker
Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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