Vor der ersten Bestellung: Was Pflanzengewebekultur voraussetzt

Geräte

• 01

  Reinraumwerkbank

  Ein Gebläse drückt Raumluft durch einen HEPA-Filter und führt sie als gleichmäßige, keimarme Strömung über die Arbeitsfläche. Nur in diesem Luftstrom bleiben geöffnete Gefäße steril.

  Mindestens

  HEPA-Filter H14 nach EN 1822, Luftgeschwindigkeit ≈ 0,45 m/s, regelmäßige Filterprüfung

  Ersatz?

  Eine Glovebox oder Still-Air-Box senkt das Risiko, ersetzt die Werkbank aber nicht. Mit ihr ist eine deutlich höhere Ausfallrate einzuplanen.

• 02

  Autoklav

  Sterilisiert Medien, Wasser, Gefäße und Instrumente mit gespanntem Dampf und macht kontaminierte Kulturen vor der Entsorgung unschädlich.

  Mindestens

  121 °C bei ≈ 1 bar Überdruck, mindestens 15 min Haltezeit in der Flüssigkeit, Flüssigkeitsprogramm mit Messfühler und Türverriegelung

  Ersatz?

  Schnellkochtopf nur mit Einschränkungen: Viele erreichen nur ≈ 0,8 bar (≈ 117 °C), es gibt keine Verriegelung und keine Aufzeichnung. Siehe Gefahren.

• 03

  Analysen- und Präzisionswaage

  Wachstumsregulatoren werden im Milligrammbereich eingewogen, Zucker und Geliermittel in Gramm. Dafür sind zwei Waagen nötig.

  Mindestens

  Analysenwaage mit d = 0,1 mg und Windschutz, Präzisionswaage mit mindestens d = 0,001 g, Prüfgewicht zur Kontrolle

  Ersatz?

  Taschen-, Küchen- und Schmuckwaagen sind ungeeignet: Mit d = 0,01 g oder gröber ist ihre Anzeige zu ungenau, siehe Rechenbeispiel.

• 04

  pH-Meter

  Der pH-Wert entscheidet, ob das Geliermittel fest wird und ob Nährstoffe verfügbar bleiben. Er wird vor dem Autoklavieren eingestellt, meist auf 5,6–5,8.

  Mindestens

  Glaselektrode, Zweipunktkalibrierung mit pH 4,01 und 7,00, 1 M KOH und 1 M HCl zum Einstellen

  Ersatz?

  Teststreifen sind zu ungenau, ihre Auflösung liegt oft bei 0,5 Einheiten. Kalibrierlösungen haben ein Ablaufdatum.

• 05

  Kolbenhubpipetten

  Stammlösungen von Wachstumsregulatoren, Vitaminen und Antibiotika werden in Mengen von Mikrolitern bis Millilitern zugegeben.

  Mindestens

  Zwei Pipetten (100–1000 µL und 1–10 mL) mit autoklavierbaren Spitzen, Messkolben und Messzylinder der Klasse A

  Ersatz?

  Einwegspritzen und Haushaltsmessbecher erreichen die nötige Genauigkeit nicht.

• 06

  Instrumentensterilisator

  Pinzetten und Skalpelle werden zwischen den Schnitten neu sterilisiert, damit Keime nicht von einem Explantat zum nächsten gelangen.

  Mindestens

  Glasperlen-Sterilisator (≈ 250 °C) oder Infrarot-Sterilisator, zwei Sätze Instrumente zum Wechseln

  Ersatz?

  Abflammen nach dem Eintauchen in Ethanol stört den Luftstrom und ist in der Werkbank eine häufige Brandursache.

• 07

  Kulturgefäße

  Explantate wachsen wochenlang in verschlossenen Gefäßen. Diese müssen Licht durchlassen und Gasaustausch erlauben, ohne Keime einzulassen.

  Mindestens

  Röhrchen und Gläser mit Deckel aus Glas oder PP, sterile Petrischalen, Verschlussfolie; Vorrat für mehrere Subkulturen

  Ersatz?

  Einmach- und Babygläser sind möglich, wenn die Deckel hitzefest sind. Polystyrol (PS) verformt sich im Autoklav und ist nur als steril gelieferte Einwegware nutzbar.

• 08

  Kulturregal

  Kulturen brauchen über Monate gleichmäßiges Licht und eine konstante Temperatur. Schwankungen bremsen das Wachstum und lassen Kondenswasser im Gefäß entstehen.

  Mindestens

  LED-Beleuchtung mit Zeitschaltuhr (oft 16/8 h Licht/Dunkel), 22–26 °C, Min-/Max-Thermometer, staubarmer Raum

  Ersatz?

  Fensterbänke sind ungeeignet: Sonne überhitzt geschlossene Gefäße, nachts wird es zu kalt.

Material und Verbrauch

• Präparierbesteck

  Skalpellgriff Nr. 3 mit Klingen Nr. 10 und 11, lange Pinzetten (20–25 cm), damit die Hand nicht über die Gefäßöffnung kommt.

• Sterilfiltration

  Spritzenfilter 0,2 µm für hitzeempfindliche Zusätze wie Gibberellinsäure (GA₃) oder Antibiotika. Zugabe ins abgekühlte Medium bei ≈ 50 °C.

• Glaswaren und Rührer

  Bechergläser, Flaschen und Messzylinder aus Borosilikatglas 3.3, ein Magnetrührer mit Heizplatte.

• Wasser in Laborqualität

  Demineralisiert oder destilliert. Leitungswasser bringt Calcium, Magnesium, Chlor und Spurenmetalle in schwankender Menge mit.

• Desinfektion

  Ethanol 70 % für Flächen und Hände, Natriumhypochlorit mit etwas Tween 20 für die Explantate. Konzentration und Dauer sind artspezifisch.

• Schutzausrüstung

  Laborkittel, Schutzbrille, Nitrilhandschuhe sowie hitzefeste Handschuhe und Gesichtsschutz für das Entladen des Autoklaven.

• Lagerung

  Stammlösungen und Medien bei 2–8 °C, manche Wirkstoffe bei −20 °C. Beschriftet mit Inhalt, Konzentration und Datum, nie zusammen mit Lebensmitteln.

• Abfall

  Autoklavierbeutel, eine Auffangwanne und ein durchstichsicherer Abwurfbehälter für Klingen.

• Protokoll und Laborjournal

  Ein Protokoll für Ihre Pflanzenart und ein Journal mit Datum, Charge und Ergebnis jedes Ansatzes. Ohne Aufzeichnung lässt sich eine Kontamination nicht zurückverfolgen.

1. Tage bis Wochen

   Protokoll beschaffen

   Medium, Wachstumsregulatoren und Sterilisationszeiten für Ihre Pflanzenart in der Fachliteratur recherchieren. Nicht für jede Art gibt es ein etabliertes Protokoll.

2. 1 Tag

   Medium ansetzen

   Stammlösungen herstellen, Salze, Zucker und Zusätze lösen, pH-Wert einstellen, Geliermittel zugeben und abfüllen.

3. mehrere Stunden

   Sterilisieren

   Medien, Wasser und Instrumente autoklavieren. Aufheizen, Haltezeit und Abkühlen dauern zusammen oft zwei bis drei Stunden.

4. 1 Tag

   Explantate anlegen

   Pflanzenmaterial oberflächensterilisieren, mehrfach mit sterilem Wasser spülen, zuschneiden und in der Werkbank auf das Medium setzen.

5. 1–3 Wochen

   Kontaminationskontrolle

   Täglich prüfen. Trübungen, Schleim oder Pilzrasen zeigen eine Kontamination. Betroffene Gefäße verschlossen aussortieren und autoklavieren.

6. Monate

   Vermehrung

   Wachsende Sprosse alle 3–6 Wochen auf frisches Medium setzen. Jede Subkultur ist ein neues Kontaminationsrisiko.

7. 2–6 Wochen

   Bewurzelung

   Sprosse auf ein Bewurzelungsmedium umsetzen, oft mit Auxin und ohne Cytokinin.

8. 2–4 Wochen

   Akklimatisierung

   Pflanzen bei hoher Luftfeuchte schrittweise an Substrat und Raumluft gewöhnen. Ohne diesen Schritt vertrocknen viele Pflanzen.

• Ethanol und offene Flammen

  Ethanol 70 % ist leicht entzündbar (H225, Flammpunkt unter 23 °C). Die Dämpfe sind schwerer als Luft und sammeln sich auf der Arbeitsfläche.

  • Keine Flamme in der Werkbank, stattdessen Glasperlen- oder Infrarot-Sterilisator
  • Ethanol-Flaschen geschlossen und fern von heißen Geräten halten
  • Desinfizierte Handschuhe abtrocknen lassen, bevor Sie an den Sterilisator greifen

• Chlorgas aus Hypochlorit

  Natriumhypochlorit setzt mit Säuren Chlorgas frei, mit Ammoniak Chloramine. Beides reizt die Atemwege stark.

  • Nie mit Säuren, sauren Reinigern oder Ammoniak mischen
  • In einem gut belüfteten Raum ansetzen, Lösung frisch herstellen
  • Schutzbrille tragen, Spritzer sofort mit Wasser abspülen

• Ätzende und giftige Stoffe

  1 M KOH zum Einstellen des pH-Werts ist ätzend (H314). Manche Zusätze sind hochgiftig, etwa Colchicin (H300, H340).

  • Vor dem ersten Gebrauch das Sicherheitsdatenblatt lesen
  • Pulver an einem ruhigen Platz außerhalb der Werkbank einwiegen, nie im Luftstrom
  • Schutzbrille und Handschuhe tragen, Reste nach Sicherheitsdatenblatt entsorgen

• Heiße Oberflächen

  Glasperlen-Sterilisatoren arbeiten bei ≈ 250 °C, Autoklav und Heizplatte bleiben lange nach dem Abschalten heiß. Heißes Glas sieht aus wie kaltes.

  • Instrumente auf einer hitzefesten Ablage abkühlen lassen, zu heiße Klingen schädigen auch das Gewebe
  • Heißes Glas nie auf kalte oder nasse Flächen stellen
  • Hitzefeste Handschuhe griffbereit halten

• UV-C-Lampen

  Viele Werkbänke haben eine UV-Lampe. UV-C schädigt Augen und Haut schon nach kurzer Zeit und kann Ozon bilden.

  • UV nur einschalten, wenn niemand im Raum ist
  • Nie in die Lampe sehen, auch nicht kurz
  • UV ersetzt die Wischdesinfektion nicht, beschattete Stellen bleiben unbehandelt

• Schnittverletzungen

  Skalpellklingen sind sehr scharf und werden oft gewechselt. Eine Schnittwunde an der Werkbank ist zugleich eine Kontaminationsquelle.

  • Klingen mit Klingenentferner oder Nadelhalter wechseln, nie mit den Fingern
  • Gebrauchte Klingen sofort in einen durchstichsicheren Abwurfbehälter
  • Vom Körper weg schneiden, das Explantat mit der Pinzette halten

• Glasbruch und Überdruck

  Fest verschlossene Flaschen bauen im Autoklav Überdruck auf und können platzen. Zerkratztes oder dünnes Glas springt bei Temperaturwechseln.

  • Deckel vor dem Autoklavieren lösen
  • Nur Borosilikatglas 3.3 verwenden, Gläser mit Rissen oder Kratzern aussortieren
  • Scherben mit Kehrblech oder Zange aufnehmen, nie mit der Hand

• Die Werkbank schützt nur die Kultur

  Eine horizontale Reinraumwerkbank bläst die gefilterte Luft zum Bediener. Was auf der Arbeitsfläche staubt, verdampft oder wächst, gelangt in Ihr Gesicht.

  • Keine Krankheitserreger, giftigen Pulver oder Lösungsmittel darin handhaben
  • Dafür ist eine mikrobiologische Sicherheitswerkbank nach EN 12469 nötig
  • Keine Flammen, sie stören den Luftstrom und sind eine Brandgefahr