Die Sterilfiltration ist das Standardverfahren zur Sterilisation hitzeempfindlicher Flüssigkeiten wie Serum, Medien, Puffer und Reagenzien. Die Wahl der Porengröße – 0,2 µm oder 0,1 µm – bestimmt, was der Filter zurückhält, wie schnell er läuft und wie viel er kostet. Dieser Leitfaden erklärt den Unterschied und wann welche Porengröße die richtige ist.
Kurz gesagt
- 0,2 µm (auch als 0,22 µm bezeichnet) ist der Standard-Sterilfilter. Er hält Bakterien zurück und reicht für die meisten Medien, Puffer und Reagenzien.
- 0.1 µm hält zusätzlich Mykoplasmen zuverlässiger zurück. Das ist die bevorzugte Porengröße für Serum wie FKS und für alle Materialien mit besonderem Mykoplasmenrisiko.
- Keiner von beiden entfernt zuverlässig Viren, Endotoxin oder Prionen.
Was ein 0,2-µm-Filter zurückhält
Ein 0,2-µm-Sterilfilter ist über einen bakteriellen Belastungstest definiert: Er muss mindestens 10⁷ koloniebildende Einheiten Brevundimonas diminuta pro cm² Filterfläche zurückhalten (ASTM F838). B. diminuta gehört zu den kleinsten Bakterien – ein Filter, der sie zurückhält, hält praktisch alle Bakterien und Pilze zurück.
Warum Mykoplasmen 0,2 µm passieren können
Mykoplasmen sind sehr kleine Bakterien (etwa 0,15–0,3 µm) und haben im Gegensatz zu anderen Bakterien keine Zellwand. Sie können sich verformen und durch die Poren einer 0,2-µm-Membran zwängen, besonders bei hohem Druck oder hoher Beladung.
Filter mit nachgewiesener Mykoplasmenrückhaltung haben Porengrößen um 0,1 µm. Sie werden typischerweise validiert mit Acholeplasma laidlawii.
Mykoplasmen gehören zu den häufigsten Kontaminanten in der Zellkultur. Sie verursachen meist keine Trübung und bleiben lange unentdeckt. Serum ist eine historische Mykoplasmenquelle – deshalb ist die 0,1-µm-Filtration bei FKS Standard. FKS von SeamlessBio, z. B. FBS Standard, ist über 0,1 µm sterilfiltriert.
Was keiner der beiden Filter entfernt
| Kontaminante | Typische Größe | 0,2 µm | 0.1 µm | Wirksame Kontrolle |
|---|---|---|---|---|
| Bakterien, Pilze | > 0.3 µm | zurückgehalten | zurückgehalten | Sterilfiltration |
| Mykoplasma | 0,15–0,3 µm, verformbar | nicht zuverlässig | zurückgehalten | 0,1-µm-Filtration, Prüfung |
| Viren | ca. 0,02–0,3 µm | no | no | Beschaffung, Prüfung, Gammabestrahlung, Virusfilter (~20 nm) |
| Endotoxin | molekular (LPS) | no | no | Rohstoffauswahl, Endotoxinprüfung, z. B. FBS Low Endotoxin |
| Prionen | molekular | no | no | Herkunft, TSE/BSE-Dokumentation |
Vergleich
| 0,2 µm | 0.1 µm | |
|---|---|---|
| Bakterienrückhaltung | Sterilfilterqualität | Sterilfilterqualität |
| Mykoplasmenrückhaltung | nicht zuverlässig | zuverlässig (mit validierten Filtern) |
| Durchflussrate | höher | niedriger; mehr Filterfläche nötig |
| Verblocken bei viskosen oder partikelhaltigen Flüssigkeiten | geringer | höher; meist Vorfiltration nötig |
| Kosten pro Liter | geringer | höher |
| Typische Anwendung | Medien, Puffer, Zusätze, Reagenzien, die meisten Diagnostikreagenzien | Serum (FKS, Tier- und Humanseren), mykoplasmenkritische Materialien, partikelfreie Lösungen |
Welche Porengröße für welche Anwendung?
- Zellkulturmedien und Puffer: 0,2 µm reicht meist aus, sofern die Rohstoffe von kontrollierter Qualität sind.
- Serum (FKS, andere Tierseren, Humanserum): 0,1 µm ist wegen des Mykoplasmenrisikos vorzuziehen. Viele Tierseren werden über 0,2 µm sterilfiltriert angeboten. Fragen Sie bei mykoplasmenempfindlichen Anwendungen nach der Filtrationsstufe.
- GMP- und ATMP-Herstellung: Porengröße und Filtervalidierung werden in der Prozessrisikobewertung festgelegt. Für kritische Rohstoffe werden häufig mykoplasmenrückhaltende Filter vorgeschrieben.
- Diagnostik (IVD):
- Reagenzien und Puffer werden in der Regel über 0,2 µm filtriert.
- Bei partikelempfindlichen Methoden (Durchflusszytometrie, Lichtstreuung, Nanopartikelanalyse) kann 0,1 µm den Hintergrund senken.
- Zusätze mit großen Molekülen oder Kolloiden (z. B. Lipidkonzentrate): prüfen, ob 0,1 µm den Wirkstoff zurückhält oder verblockt.
Protokoll: Serum oder Medium im Labor sterilfiltrieren
- Membran wählen. Für Serum und Proteinlösungen eine Membran mit geringer Proteinbindung wie Polyethersulfon (PES) oder PVDF verwenden. Nylon bindet mehr Protein und eignet sich weniger für Serum.
- Format wählen.
- Bis ca. 50 ml: Spritzenvorsatzfilter
- 100 ml–1 l: Vakuum-Flaschenaufsatzfilter
- Größere Volumina: Kapselfilter mit Pumpe. Diese können auch direkt abfüllen in Single-Use-Beutel oder Beutel-Assemblies.
- Viskose oder trübe Flüssigkeiten vorfiltrieren. Serum, besonders nach dem Auftauen oder der Hitzeinaktivierung, sollte zuerst über einen 0,45-µm- oder Glasfaser-Vorfilter laufen. Das schützt den Endfilter vor dem Verblocken.
- Aseptisch filtrieren an der Sicherheitswerkbank. Mit moderatem Druck oder Vakuum arbeiten. Hoher Druck erhöht das Risiko, dass Mykoplasmen durchtreten, und kann die Membran beschädigen.
- Den Filter nicht trocken laufen lassen und seine Nennkapazität nicht überschreiten. Sinkt der Durchfluss stark, den Filter wechseln, statt den Druck zu erhöhen.
- Integritätstest (GMP). In der regulierten Herstellung wird die Filterintegrität vor und nach dem Einsatz geprüft, z. B. per Bubble-Point- oder Diffusionstest.
- Aliquotieren und beschriften: das Filtrat (Porengröße, Datum, Charge) und entsprechend dem Material lagern.
Häufig gestellte Fragen
Ist 0,22 µm dasselbe wie 0,2 µm?
In der Praxis ja. Beide Bezeichnungen beschreiben dieselbe Klasse von Sterilfiltern; die Angabe hängt vom Hersteller ab.
Entfernt ein 0,2-µm-Filter Mykoplasmen?
Nicht zuverlässig. Mykoplasmen haben keine Zellwand und können sich durch 0,2-µm-Poren verformen. Für die Mykoplasmenrückhaltung 0,1-µm-Filter verwenden.
Entfernt die 0,1-µm-Filtration Viren?
Nein. Die meisten Viren sind kleiner als 0,1 µm. Virussicherheit entsteht durch Beschaffung, Prüfung, Gammabestrahlung oder spezielle Virusfilter.
Warum wird FKS über 0,1 µm filtriert?
Serum ist eine bekannte historische Quelle für Mykoplasmenkontaminationen. Die 0,1-µm-Filtration hält Mykoplasmen zurück, die einen 0,2-µm-Filter passieren könnten.
Entfernt die Filtration Endotoxin?
Nein. Endotoxine sind Moleküle (Lipopolysaccharide), die beide Porengrößen passieren. Niedrige Endotoxinwerte entstehen durch Rohstoffqualität und werden durch Prüfung bestätigt.
Sollte ich kommerzielles FKS vor der Verwendung erneut filtrieren?
Normalerweise nicht. Kommerzielles FKS wird sterilfiltriert geliefert. Eine erneute Filtration ist nur nach Manipulation sinnvoll (z. B. Öffnen unter nicht sterilen Bedingungen oder Zugabe von Zusätzen) und kann einige Proteine verringern.
Sterilfiltrierte Seren von SeamlessBio
Seren von SeamlessBio werden sterilfiltriert geliefert, jede Charge mit CoA:
– Fötales Kälberserum (FKS) in über 0,1 µm sterilfiltrierten Qualitäten
– Humanserum
– Seren anderer Tiere
Preise und Verfügbarkeit auf Anfrage – Angebot anfordern.
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