Was mich vor ein paar Monaten beschäftigt hat ist die Haltbarkeit von Spüli-Lösungen, die in der Regel, vielleicht immer SDS (Sodium Dodecylsulfat; Natrium Laurylsulfat;...) enthalten.
Ich verwende sie zum Reinigen von Optiken. Bestimmtes Spüli wird auch in der lehrreichen Zeiss Broschüre ,,Das saubere Mikroskop" von Dr. Michael Zölffel empfohlen.
Hintergrund dieses Textes ist, dass wässrige Lösungen oft mikrobiell verderben können. Und ich möchte keine Biofilme und sonstiges auf meine Optiken schmieren. Ich möchte auch nicht immer eine Spüli-Lösung frisch herstellen.
Gerade Heilberuflern sollte bekannt sein, dass einige Mikroorganismen sich auf/in recht ungewöhnlichen Substraten vermehren können. Gefürchtet ist u.a. Pseudomonas aeruginosa, ein ubiquitärer Keim, von dem aber auch ,,Krankenhauskeime" existieren. P. aeruginosa würden Verunreinigungen, ungewöhnliche Substrate, sehr geringe Konzentrationen an Eisen(+II)-Ionen, der Staub der ab und an in Wasser fällt, zur Vermehrung reichen. An der Stelle möchte ich sagen, dass im Alltag übliche Seife sehr effektiv reinigt! Im Kopf habe ich, dass 99% der transienten Keime beim ,,richtigen Händewaschen" entfernt würden, Desinfektionsmittel richtig angewandt, würden >99% entfernen.
Der Versuch im Mikrobiologie-Praktikum war sehr beeindruckend. P. aeruginosa bildet Biofilme, um sich vor widrigen Bedingungen zu schützen
Widrig ist auch SDS. SDS und viele weitere Emulgatoren, oberflächenaktive Substanzen, Netzmittel, Tenside, Detergenzien, Surfactants, oder wie man sie auch nennen mag, besitzen die Eigenschaft mit ihrer lipophilen Gruppe Lipide zu binden und gleichzeitig mit ihrer hydrophilen Kopfgruppe in einem wässrigen Medium zu halten.
Der Begriff der Phase in der physikalischen Chemie ist in dem Fall kompliziert!
Grundsätzlich können Detergenzien in einem wässrigen System mehrere Phasen ausbilden, die ja nach Bedingungen auch nebeneinander vorliegen (können):
1. Die ,,klassische" Lösung - Einzelne Moleküle sind im Wasser verteilt.
2. Die hydrophilen Kopfgruppen sind im Wasser, die lipophile Gruppe zeigt in die Luft. Ergebnis ist eine Schicht auf der Oberfläche.
3. Die Bildung von Mizellen - Die Moleküle sind in der Modellform einer Kugel gepackt.
In dieser Auflistung nimmt die Konzentration von oben nach unten zu. Außerdem ist oft die Bildung von weiteren, flüssigkristallinen Phasen möglich.
Die Konzentration, bei der Mizellen gebildet werden, ist die CMC (critical micelle concentration). Im Modell ist die Wasseroberfläche mit den Molekülen gesättigt, die Lösung auch.
Insbesondere künstliche Detergenzien haben eine toxische Wirkung auf die lipidbasierten Membranen von Lebewesen und Viren. Auch für SDS trifft das zu.
Meine Frage war: Welche Konzentration an SDS ist notwendig, um eine Reinigungswirkung auszuüben und um die Konservierung zu gewährleisten? Zur Problemlösung war mein Gedanke:
- Es muss genug SDS in Mizellen vorliegen für die Reinigungswirkung. Die Mizellen stellen auch ein Reservoir dar.
- Es muss genug SDS vorliegen zur Zerstörung von Membranen durch die Bildung von Mischmizellen, in diesem Fall gebildet aus Membranlipiden und SDS.
- Die Hypothese, dass Mikroorganismen vermutlich oberhalb der CMC nicht mehr oder nur in geringem Ausmaße existieren können.
- Die Wahl von Pseudomonaden als ,,Zielorganismus"
Zur Problemlösung habe ich zu Glück eine Publikation gefunden, die sich mit dem Abbau von SDS durch Pseudomonaden beschäftigt:
Asok, Aju K., und M. S. Jisha. ,,Biodegradation of the Anionic Surfactant Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) by Autochthonous Pseudomonas Sp." Water, Air, & Soil Pollution 223, Nr. 8 (1. Oktober 2012): 5039–48. https://doi.org/10.1007/s11270-012-1256-8.
Die toxische Wirkung von SDS habe ich für meine Zwecke bei 2400 ppm bzw. 0,24% (m/m) als ausreichend interpretiert.
Die CMC von SDS liegt zwischen 2,0 – 2,3 g/L, bzw. 0,2 – 0,23% (m/m), also 6,9 – 8,0 mmol/L (Temperatur und Quellen hatte ich mir nicht notiert, aber vermutlich zwischen 20 – 25°C).
Die toxische Wirkung besteht, wie erwartet, leicht oberhalb der CMC.
Als Zutat für die Herstellung einer ,,zivilen" Lösung habe ich nicht lange gesucht, sondern mich für ein Markenprodukt entschieden: ,,Pril Kraftgel Ultra Plus" der Firma Henkel. Im Internet war nach Nachfrage bei der Herstellerfirma ein Datenblatt mit einer Liste der Inhaltsstoffe (https://www.mysds.henkel.com/SAP_GATEWAY/odata/SAP/YPSSWH_DOO_SRV//DocContent2Set(Appid='YPSSW_INGUW',Matnr='',Matnrcomp='',Subid='000000499136',Subidrep='',Subidcomp='',Sbgvid='INGR_CU_DE',Laiso='DE')/DocContent2Data/$value) zu finden. Wie ich jetzt beim Schreiben merke, legt das Sicherheitsdatenblatt (https://www.mysds.henkel.com/SAP_GATEWAY/odata/SAP/YPSSWH_DOO_SRV//DocContent2Set(Appid='YPSSW_SDSUW',Matnr='',Matnrcomp='',Subid='000000499136',Subidrep='',Subidcomp='',Sbgvid='MSDS_DE-DE',Laiso='DE')/DocContent2Data/$value) nahe, so wie ich es als Nicht-Bürokrat verstehe, wieviel SDS in etwa enthalten ist (Seite 3). Ich habe mal aus wenig qualifizierter Quelle gehört, dass bei Spülmitteln Verdickungsmittel enthalten sein könnten. Verdickungsmittel sind keine enthalten. Störend erachte ich bei der Optik-Reinigung u.a. Polymere, insbesondere auf Kohlenhydrat-Basis. Auch Bentonit und Siliciumdioxid würden stören. Bei ,,Pril Kraftgel Ultra Plus" sind keine solchen enthalten. Auch sind keine anderen Inhaltsstoffe enthalten, die ich als Optik-Schädlich erachte. Also keine Erdalkalisalze, schwerflüchtigen Substanzen, Abrasionsmittel, sonstige Feststoffe; der pH-Wert von 7,6 – 8,0 ist leicht alkalisch, aber Ammoniak/Ammonium ist nicht enthalten. Es war zum Glück sogar günstiger als gedacht.
Danach ging es an die Rezeptur. Auf dem Etikett steht, es seien 15-30% anionische Tenside enthalten. SDS ist ein anionisches Tensid. Gestresst, wie ich durch meine Masterthesis war, wurde ein Mischungskreuz im Internet verwendet: https://www.ptaheute.de/rechner#/mischungskreuz
Pessimistisch wurde Anfang Mai ein Gehalt von 15% SDS angenommen, das ergibt 2 mL ,,Pril Kraftgel Ultra Plus" (Dichte 1 g/mL) auffüllen auf 100 mL demineralisiertes Wasser. Es sind noch mehr Detergenzien und Konservierungsmittel enthalten, nach der Hypothese ,,viel hilft viel", kein Problem. In meinem Fall habe ich mehr als 2 mL abgefüllt. Die Waage ist beim Wäagen ausgegangen, es waren wohl etwas zwischen 2 und 4 mL. Die zahlreichen Luftblasen erschwerten eine Volumenschätzung.
In der Praxis ist für viele Fälle diese ,,Stammlösung" viel zu konzentriert, irisierende Seifenhäutchen sind die Folge. Diese müssen dann zum Beispiel mit Baumwoll-Watte mit Wasser aufwendig entfernt werden. Für extrem verfettete Okulare ist es vielleicht eine geruchsärmere und viel weniger gefährliche Alternative zu Waschbenzin/Wundbenzin zur Ersten Grobreinigung. Aber ich hatte erst bei einem solch schlimmen Okular verwendet.
Als Stammlösung ist es für frisch angesetzte verdünnte Lösungen sehr gut geeignet, finde ich. Zum Beispiel ca. 5 mL Stammlösung dann auf 50 mL mit demineralisierten Wasser auffüllen, kurz invertieren, dann schäumt es nicht so sehr.
Versuchsreihen habe ich keine gemacht, auch Mikrofasertücher habe ich keine verwendet.
Ich bin jedenfalls zufrieden. Andere Mittel, wie Brillenputztücher, oder wenn das Geld mal reicht für ,,Baader Optical Wonder" möchte ich mal ausprobieren. Weitere Ideen habe ich auch noch.
Die Stammlösung ist seit Mai stabil.
Diskutiert werden können natürlich die Rechnungen, der Modellkeim, Pilze wurden nicht berücksichtigt [Pilzler, die Mikroskopieren und putzen schon 😉], Spülmittel als komplexes Gemisch, vereinfachte Darstellung des Systems SDS-Wasser, ich habe nichts in Sachen Reinigungswirkung recherchiert (nicht daran gedacht), ... .
Aufmerksam machen möchte auf zwei exzellente Artikel. In den Artikeln geht es um zwei Mikroskope und zwei Forscher, die Pionierarbeit im Gebiet der Dispersionen geleistet haben.
Dr. Olaf Medenbach: ,,Das Kristallisationsmikroskop nach Lehmann von der Firma Voigt & Hochgesang": https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=34042.0
Prof. Thilo Mappes: "Immersionsultramikroskop nach R. Zsigmondy von Winkel-Zeiss, Göttingen": https://www.musoptin.com/item/immersionsultramikroskop-nach-r-zsigmondy-winkel-zeiss-32607-1930/
Bei der Charakterisierung von Dispersionen im Allgemeinen und Nanopartikeln sind optische Methoden unverzichtbar. Vielleicht gibt es irgendwo eine Geschichte der Erforschung der Phasen? Ich wäre dankbar über Literatur.
Gute Nacht
Peter
Hallo Peter,
das wässrige Lösungen von Tensiden von Mikroorganismen verkeimt werden können, ist lange bekannt. Besonders bei klassischen Seifen kennt man das. Je höher die Verdünnung, desto schneller ist die Verkeimung. Nach den gesetzlichen Vorgaben müssen diese Tenside biologisch abbaubar sein, dabei werden sie quasi von Mikroorganismen in der Kläranlage "gefressen" und verstoffwechselt, überwiegend zu CO2 und H2O,daneben wird "Biomasse" gebildet = Klärschlamm = abgestorbene und vermehrte Mikroorganismen.
Die meisten Spül- und Reinigungsmittel enthalte Biozide, das muß gem. gesetzlichen Vorgaben auf der Verpackung deklariert werden. Im Falle von Pril Kraftgel ist das eine häufig verwendete und zugelassene Mischung aus Methylisothiazolinon und Benzisothiazolinon. Bei der starken Verdünnung im Abwasser hemmt das Biozid die Biologie der Kläranlage nicht mehr. Man spricht hier von einer sog. "In Topf-Konservierung", die nur das unverdünnte Mittel haltbar machen soll, nicht die verdünnte Lösung.
Gegen Glaspilz in Optiken hat man früher Quecksilber-organische Verbindungen (z.B. Thiomersal) in die Lacke zur Innenlackierung der Objektivfassungen von Fotoobjektiven und Ferngläsern beigemischt. Auch Impfstoffe werden teilweise so stabilisiert. Bei bestimmten Tests zur Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit im Labor wird die Referenzprobe absichtlich mit Quecksilbernitrat "vergiftet", da wachsen dann garantiert keine Mikroorganismen mehr drin. Wässrige Lösungen kann man sehr gut mit diversen Phenolen (Phenol, CMK, Thymol) oder auch mit Formaldehyd stabilisieren. Über das Thema Formaldehyd sage ich jetzt nichts weiter.
Viele Grüße, Jochen
Ach Du lieber Himmel...ich hätte jetzt ganz einfach ohne jede Überlegung jeweils bei Bedarf einen Tropfen Pril Kraftgel aus meiner Küche verdünnt, die Optik gereinigt und mir keine weiteren Gedanken gemacht. :o
;) Grüße
Peter
Verehrte Kollegen,
ich benutze seit vielen Jahren (-zehnten) optical Wonder.
Gruß Peter aus Lorsch
Zitat von: Peter V. in Oktober 25, 2024, 09:52:10 VORMITTAGAch Du lieber Himmel...ich hätte jetzt ganz einfach ohne jede Überlegung jeweils bei Bedarf einen Tropfen Pril Kraftgel aus meiner Küche verdünnt, die Optik gereinigt und mir keine weiteren Gedanken gemacht. :o
;) Grüße
Peter
Du machst es Dir aber auch einfach.
Wolfgang
Hallo,
mir ist eigentlich nicht ganz klar, aus welchem Grunde man sich eine länger haltbare Spülmittellösung herstellen sollte. Die Notwendigkeit der Reinigung von Objektiven mit Spülmittel ergibt sich doch nicht ständig - bei normaler Benutzung eigentlich "nie"! Und wenn, dann tropft man eben ein paar Tropfen Pril in ein Glas, etwas Aqua dest drauf und "gut is'" ;)
Grundsätzlich können praktisch alle wässrigen Lösungen, die nicht selbst bakterzid und fungizid sind, verkeimen. man wundert sich oft, was alles verpilzt...
Hezrliche Grüße
Peter
Zitat von: jochen53 in Oktober 25, 2024, 09:23:55 VORMITTAGAuch Impfstoffe werden teilweise so stabilisiert. Bei bestimmten Tests zur Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit im Labor wird die Referenzprobe absichtlich mit Quecksilbernitrat "vergiftet", da wachsen dann garantiert keine Mikroorganismen mehr drin. Wässrige Lösungen kann man sehr gut mit diversen Phenolen (Phenol, CMK, Thymol) oder auch mit Formaldehyd stabilisieren. Über das Thema Formaldehyd sage ich jetzt nichts weiter.
Viele Grüße, Jochen
Hallo Jochen,
nach meinen Kenntisstand werden KEINE Quecksilberhaltigen Konservierungsmittel wie Thiomersal oder Phenylmercuriborat in Impfstoffen mehr verwendet. Ausnahme sind pandemische Impfstoffe, bei denen sehr viele Dosen in einem Behältnis liegen. Quecksilberhaltige Konservierungsmittel haben auch Nachteile z.B. Unkompatibilitäten gegenüber Halogenid-Ionen und Thiolen.
Sehr interessant, dass in der Referenzprobe immernoch Quecksilbernitrat verwendet wird.
Grüße
Peter
Zitat von: ortholux in Oktober 25, 2024, 10:45:23 VORMITTAGZitat von: Peter V. in Oktober 25, 2024, 09:52:10 VORMITTAGAch Du lieber Himmel...ich hätte jetzt ganz einfach ohne jede Überlegung jeweils bei Bedarf einen Tropfen Pril Kraftgel aus meiner Küche verdünnt, die Optik gereinigt und mir keine weiteren Gedanken gemacht. :o
;) Grüße
Peter
Du machst es Dir aber auch einfach.
Wolfgang
;D
Naja, mir fällt ein, dass eine Motiviation auch der Umstand war, dass in biotechnologischen und vielen anderen Labor SDS-Lösungen z.B. für DNA-Extraktionen vorhanden sind. Ich hatte mal eine 2? Jahre alte Lösung verwendet und war skeptisch. Es ergab sich, dass die Konzentration vermutlich "Overkill" war.
Grüße
Peter
Zitat von: Peter V. in Oktober 25, 2024, 11:09:52 VORMITTAGHallo,
mir ist eigentlich nicht ganz klar, aus welchem Grunde man sich eine länger haltbare Spülmittellösung herstellen sollte. Die Notwendigkeit der Reinigung von Objektiven mit Spülmittel ergibt sich doch nicht ständig - bei normaler Benutzung eigentlich "nie"! Und wenn, dann tropft man eben ein paar Tropfen Pril in ein Glas, etwas Aqua dest drauf und "gut is'" ;)
Grundsätzlich können praktisch alle wässrigen Lösungen, die nicht selbst bakterzid und fungizid sind, verkeimen. man wundert sich oft, was alles verpilzt...
Hezrliche Grüße
Peter
Damit ich mir etwas Stammlösung abzapfen kann. Manche Spülis sind auch sehr viskos und brauchen zum Lösen Zeit & Schütteln und das nervt mich. Einen gewissen "Ikea-Effekt" gibt es möglicherweise auch ;)
Hallo Peter,
Dank Dir dass Du diese beiden schönen Beiträge wieder in Erinnerung bringst.
Das Lehrbuch von Zsigmondy "Kolloidchemie" gibt es hier (https://archive.org/details/b29809897/page/62/mode/2up).
Eine illustre Familie übrigens die Zsigmondys: neben einem Chemie-Nobelpreis, ein nach ihnen benanntes Zahnschema, mathematisches Theorem, einen Berg am Zillertal und eine sehr schöne Schutzhütte am Zwölferkogel.
Beste Grüße Stefan
Hallo,
ich setze die "Spüli"- Lösungen immer frisch an. Einfacher geht´s nicht.
LG
Michael