Wie lassen sich versteckte Kosten im Zellkulturlabor reduzieren?
Der wachsende wirtschaftliche Druck, mit endlichen Ressourcen eine höhere Produktivität zu erreichen, ist auch in modernen Zellkulturlabors Realität, insbesondere in Biotechnologie- und Pharmaunternehmen. Neben vielen anderen Aspekten sind die Betriebskosten für die Laborausstattung ein wichtiger Faktor bei der Minimierung der Gesamtausgaben für das Labor. Daher müssen bei Kaufentscheidungen nicht nur die Anschaffungskosten, sondern auch die Gesamtbetriebskosten über die erwartete Lebensdauer der Ausrüstung berücksichtigt werden. So können beispielsweise die Betriebskosten für einen CO2-Inkubator im Laufe der Zeit bei weitem den Anschaffungspreis übersteigen und zu einem bedeutenden Faktor der Gesamtausgaben im Labor werden. Die folgenden vier Faktoren und Empfehlungen sollten sorgfältig geprüft werden, bevor Sie sich zum Kauf Ihres nächsten CO2-Inkubators entscheiden.
Gasverbrauch – ein unterschätzter Energiefresser
Der oft unterschätzte Gasverbrauch (von CO2 und N2 je nach Anforderungen) kann einen erheblichen Kostenfaktor darstellen und den Anschaffungspreis eines CO2-Inkubators über dessen Lebensdauer hinweg schnell übersteigen. Dies liegt zum einen an den Gaskosten selbst, zum anderen aber auch an den für den häufigen Austausch der Gasflaschen notwendigen personellen Kapazitäten. Neben dem Kostenfaktor müssen in diesem Zusammenhang manchmal auch die Ziele des Unternehmens zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks berücksichtigt werden. Jedes Mal, wenn die Tür des CO2-Inkubators geöffnet wird, entweichen Gase, und nach dem Schließen muss die Atmosphäre wiederhergestellt werden. Je öfter und je länger die Tür in einem viel beschäftigten Labor geöffnet wird, desto mehr CO2 wird benötigt (und manchmal auch bei der Kultivierung unter hypoxischen Bedingungen besonders teures N2, z. B. in der Stammzellen- oder Krebsforschung).
Empfehlung: Erkundigen Sie sich beim Hersteller nach den Gasverbrauchsdaten, berechnen Sie die Kosten für die erwartete Lebensdauer anhand der örtlichen Gaspreise und berücksichtigen Sie die Häufigkeit des Gasflaschenwechsels und den damit verbundenen Arbeitsaufwand. Zu den strukturellen Merkmalen eines CO2-Inkubators mit geringem Gasverbrauch sollten eine intelligente Regulierung der Gasversorgung, ordnungsgemäße Dichtungen und ein präziser Sitz der Tür (Freiraum) gehören. Darüber hinaus kann mit segmentierten Innentüren die Atmosphäre im Inneren des CO2-Inkubators geschützt und die Störung der kultivierten Zellen beim Öffnen der Türen verringert werden. Um die innere Atmosphäre nach dem Öffnen und Schließen der kleinen Segmenttür wiederherzustellen, wird weniger CO2 (und gelegentlich N2) benötigt. So lässt sich beispielsweise mit einer viersegmentierten Innentür des CellXpert CO2-Inkubators von Eppendorf der Gasverbrauch im Vergleich zu einer unsegmentierten Tür um 25 % verringern.
Die Betriebskosten für einen CO2-Inkubator können im Laufe der Zeit bei weitem den Anschaffungspreis übersteigen und zu einem bedeutenden Faktor der Gesamtausgaben im Labor werden.
Gefäßkapazität im Vergleich zur genutzten Laborfläche – Warum das Heizsystem wichtig ist
In Zellkulturlaboren finden sich sperrige Geräte wie biologische Sicherheitswerkbänke, Kühlschränke und CO2-Inkubatoren. Daher ist Platz im Labor oft knapp und muss optimiert werden, um produktive Arbeitsabläufe zu gewährleisten. Somit sind Geräte, die nur eine kleine Stellfläche benötigen und gleichzeitig einen großen nutzbaren Innenraum bieten, am geeignetsten. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, die Unterschiede der Heizsysteme von CO2-Inkubatoren und den Unterschied zwischen dem theoretischen Volumen (meist 170 L) und dem nutzbaren Volumen zu verstehen. Der Unterschied zwischen theoretischem und nutzbarem Volumen hängt hauptsächlich von der Anzahl und Größe der Innenteile und dem verwendeten Heizsystem ab.
Im Allgemeinen bieten CO2-Inkubatoren mit direkter Heiztechnologie das beste Verhältnis von nutzbarem Volumen und Stellfläche, da sie in der Regel nur ein Racksystem, einen Einlegeboden und eine Wasserschale enthalten. Im Gegensatz dazu geht bei CO2-Inkubatoren mit anderen Heiztechnologien durch zusätzliche Innenteile (z. B. Gebläse, Luftkanäle, HEPA-Filter in einigen gebläsegestützten CO2-Inkubatoren) oder durch eine Kammer-in-Kammer-Konstruktion (Wasser- oder Luftmantel-Heizsystem) ein erheblicher Teil des nutzbaren Raums verloren.
Empfehlung: Vergleichen Sie die tatsächliche Anzahl der Gefäße, die Sie in den potenziellen nächsten CO2-Inkubator stellen können. In der Regel bieten Inkubatoren mit direkter Heiztechnologie das beste Verhältnis von Nutz- und Stellfläche. Im Vergleich zu gebläsegestützten Modellen bietet der CellXpert CO2-Inkubator von Eppendorf beispielsweise bis zu 25 % mehr Nutzfläche.
Rüsten Sie Ihr Zellkulturlabor für die Zukunft!
Zellkulturlabore wachsen, entwickeln sich weiter und benötigen geeignete Instrumente, die bei wechselnden Versuchsbedingungen einsetzbar sind. Wenn man die durchschnittliche Lebensdauer von Geräten wie einem CO2-Inkubator (gut 15 Jahre), schnell wachsende Unternehmen oder sich ständig weiterentwickelnde Forschungsbereiche betrachtet, erscheint dies umso wichtiger. In diesem Fall sind Nachrüstungen vor Ort von großem Vorteil, um sicherzustellen, dass die Ausrüstung an die aktuellen Bedürfnisse angepasst werden kann, ohne in Funktionen investieren zu müssen, die heute und vielleicht auch in der Zukunft nicht gebraucht werden.
Empfehlung: Fragen Sie den Hersteller eines CO2-Inkubators nach Aufrüstungsoptionen vor Ort, z. B. veränderbare Türgriffposition zur Anpassung an verschiedene Positionen im Labor, O2-Kontrolle (für hypoxische Bedingungen, z. B. in der Stammzellen- oder Krebsforschung), segmentierte Innentüren oder verschiedene Überwachungsoptionen zur Anpassung an wechselnde Dokumentationsanforderungen.
Verbrauchsmaterialien – Weitere kostspielige Neuanschaffungen?
Berücksichtigen Sie beim Vergleich der Anschaffungskosten für Ihr neues Auto auch den Kraftstoffverbrauch, Verbrauchsmaterial und die Kosten für regelmäßige Inspektionen? Beim Kauf neuer Laborgeräte werden diese Überlegungen oft vernachlässigt, da die künftigen Betriebskosten in der Regel nicht Teil des geplanten Budgets für diese Geräte sind. Zusätzlich zu den oben genannten Kostenfaktoren können Verbrauchsmaterialien, die regelmäßig ersetzt werden müssen, erhebliche Kosten verursachen.
Bei einigen gebläsegestützten CO2-Inkubatoren muss der interne HEPA-Filter beispielsweise zweimal im Jahr ausgetauscht werden, um einen ungehinderten Luftstrom und die erforderliche Atmosphäre zu gewährleisten. Diese Kosten können sich über die durchschnittliche Lebensdauer (gut 15 Jahre) des CO2-Inkubators schnell auf 3000 € belaufen. Auch andere interne Verschleißteile wie z. B. UV-Lampen oder Reagenzien wie H2O2, die in einigen Inkubatoren zur Desinfektion der Kammern (anstelle eines Hochtemperaturzyklus) verwendet werden, bedeuten wiederkehrende Kosten für Ihren CO2-Inkubator.
Empfehlung: Lassen Sie sich vom Hersteller Ihres potenziellen nächsten CO2-Inkubators die Kosten für Verbrauchsmaterialien über die voraussichtliche Lebensdauer berechnen, da sich diese leicht auf mehrere Tausend Euro belaufen können.
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