Chemisches Laboratorium

Biochemisches Labor

Das Labor (ursprünglich Laboratorium, Mehrzahl meist Labors oder auch Labore besser Laboratorien, vom lateinischen laborare = arbeiten, leiden, sich abmühen) bezeichnet einen Arbeitsplatz vor allem im Bereich der Naturwissenschaften. Im Gegensatz zum Büro wird im Labor auch praktisch gearbeitet, das heißt es werden die verschiedensten Experimente, Prozeßkontrollen, Qualitätskontrollen durchgeführt und/oder es werden chemische Materialien bearbeitet sowie chemische Produkte hergestellt (Beispiel Chemielabor).

Laboratorien findet man in der Chemie, Physik, Biologie, Pharmazie und Medizin, im Ingenieurwesen und in der Photo-Technik, auch in der experimentellen Psychologie. Ein bekanntes Beispiel außerhalb der Naturwissenschaften ist das „Schlaflabor“.

Verbreitet befinden sich auch Laboratorien in Industriebetrieben, wo sie z. B. der Qualitätsprüfung eingehender Materialien, sowie der Überprüfung der Eigenschaften hergestellter Produkte und auch der Produktentwicklung dienen.

Die Laborausstattung hängt stark von der Art der Einrichtung ab und trägt den besonderen Anforderungen hinsichtlich Sicherheit, Sauberkeit, Verfügbarkeit von Materialien, Werkzeugen und Geräten Rechnung. In chemischen und biochemischen Laboratorien werden viele verschiedene Glasgeräte (Rundkolben, Destillationsbrücken, Kühler, Bechergläser, etc.) benötigt, mit denen Analysen und Synthesen durchgeführt werden. Zudem wird hauptsächlich innerhalb von Abzughauben (links im Bild) gearbeitet, in denen entstehende Gase oder Aerosole während der Reaktion aus der Luft abgesaugt werden, und welche den Arbeitenden bei einem Unfall vor Splittern oder spritzenden Flüssigkeiten schützen. In mikrobiologischen Labors werden außerdem Sicherheitswerkbänke verwendet, die durch geeignete Pumpen und Filteranlagen steril gehalten werden, um den Arbeitenden und seine Experimente vor dem Einfluss von Mikroorganismen zu schützen.

Bedingt durch den Umgang mit gesundheitsschädlichen und brennbaren Stoffen darf in chemischen Laboratorien weder gegessen noch getrunken noch geraucht werden, zudem ist in der Regel das Tragen geeigneter Schutzkleidung (Laborkittel, geeignete sonstige Kleidung, Schutzbrille, Schutzhandschuhe, festes Schuhwerk) verpflichtend.

Laboratorien in der Physik verfügen meist über Anschlüsse für Drehstrom, Druckluft, sowie vom normalen Trinkwassernetz getrennte Kühlwasserleitungen. Zur Ausstattung gehören darüber hinaus verschiedene meist elektronische Messgeräte, häufig auch Vakuumapparaturen sowie je nach speziellem Arbeitsgebiet weitere Geräte. Eine wichtige Art von Labor insbesondere in der Festkörperphysik ist der Reinraum, in dem durch eine spezielle Belüftungsanlage, das Tragen von Schutzkleidung und Vermeidung bestimmter Tätigkeiten eine besonders saubere, insbesondere staubfreie Arbeitsumgebung herrscht.

In den Ingenieurwissenschaften werden als Labor nicht nur entsprechend ausgestattete und genutzte Räume bezeichnet, sondern auch eine Klasse von Lehrveranstaltungen an Universitäten und Fachhochschulen, in denen praktische Fähigkeiten und der Umgang mit bestimmten Geräten, Software o. Ä. anhand von beispielhaften Aufgabenstellungen geschult werden sollen.

Neuerdings finden sogenannte Westentaschenlabore (lab-on-a-chip system) vermehrt Anwendung.

Schutzstufenkonzept

Dieser Artikel oder Absatz stellt die Situation in Deutschland dar. Hilf mit, die Situation in anderen Ländern zu schildern.

Für Laboratorien in welchen mit Gefahrstoffen, mit biologischen Arbeitsstoffen oder mit gentechnisch veränderten Organismen gearbeitet wird, sind in Deutschland durch unterschiedliche Rechtsvorschriften die Einstufung in vier Schutzstufen (Gefahrstoffverordnung) bzw. Risikogruppen (Biostoffverordnung) bzw. Biologische Schutzstufen (Gentechniksicherheitsverordnung) vorgeschrieben, welche bauliche und organisatorische Maßnahmen nach sich ziehen. In der Schweiz gelten ähnliche Regelungen

Schutzstufen nach der Gefahrstoffverordnung (Deutschland)

Nach der Gefahrstoffverordnung sind die im Labor verwendeten Gefahrstoffe auf ihre Gefährdung zu prüfen. Dabei ist neben der Einstufung mit den Gefährlichkeitsmerkmalen (also giftig, leicht entzündlich usw.) auch die Häufigkeit der Verwendung, die Einsatzmengen und verschiedene physikalische Eigenschaften, wie die Konzentration in der Luft die Verteilung usw. und die Arbeitsbedingungen zu berücksichtigen.

Aufgrund dieser Daten erfolgt dann die Einstufung:

Schutzstufe	Gefahrstoffe mit den Eigenschaften	Maßnahmen
1	reizend, gesundheitsschädlich, ätzend (geringe Mengen und geringe Einwirkzeit)	Minimierung der Gefahren durch geeignete bauliche (z. B. Abzug) und organisatorische (z. B. besondere Arbeitsplatzhygiene) Maßnahmen alle Stoffe kennzeichnen es dürfen keine Lebensmittelbehälter für Gefahrstoffe verwendet werden sichere Lagerung der Gefahrstoffe
2	reizend, gesundheitsschädlich, ätzend	Maßnahmen der Stufe 1 Ersatz von Gefahrstoffen prüfen Essen, Trinken und Rauchen verbieten Arbeits- und Privatkleidung trennen Alleinarbeit nur bei geeigneten Schutzmaßnahmen erlauben
3	giftig, sehr giftig und mutagene, karzinogene und fruchtschädigende Gefahrstoffe, wenn der Arbeitsplatzgrenzwert nicht überschritten wird	Maßnahmen der Stufe 2 geschlossene Systeme verwenden, falls möglich Zugang auf im Labor Beschäftigte beschränken Gefahrstoffe unter Verschluss aufbewahren
4	mutagene, karzinogene und fruchtschädigende Gefahrstoffe, wenn der Arbeitsplatzgrenzwert überschritten wird	Maßnahmen der Stufe 3 Arbeitsbereich deutlich kennzeichnen Maßnahmen zur Erkennung von Stofffreisetzung treffen

Sicherheitsstufen nach dem Gentechnikgesetz (Deutschland)

Die Laboratorien werden in vier Biologische Schutzstufen eingeteilt, die sich jeweils nach dem Grad des Risikos der verwendeten Organismen ergeben. Dabei wird zusätzlich noch unterschieden in Sicherheitsstufen für Laboratorien und Produktionsbereiche. Die höhere Stufe schließt die Sicherheitsmaßnahmen aller niedrigeren Stufen ein. Die Sicherheitsstufen sind im Gentechnikgesetz festgelegt, die Maßnahmen in der Gentechniksicherheitsverordnung. Die Sicherheitsstufen entsprechen im wesentlich denen der Biostoffverordnung.

• Sicherheitsstufe 1: Gentechnische Arbeiten, bei denen nach dem Stand der Wissenschaft nicht von einem Risiko für die menschliche Gesundheit und die Umwelt auszugehen ist (z. B. gut bekannte Laborstämme von Escherichia coli oder in Lebensmitteln verwendete Organismen wie Bäckerhefe)
• Sicherheitsstufe 2: Gentechnische Arbeiten zuzuordnen, bei denen nach dem Stand der Wissenschaft von einem geringen Risiko für die menschliche Gesundheit oder die Umwelt auszugehen ist (z. B. Wildstämme von Escherichia coli).
• Sicherheitsstufe 3: Gentechnische Arbeiten, bei denen nach dem Stand der Wissenschaft von einem mäßigen Risiko für die menschliche Gesundheit oder die Umwelt auszugehen ist (z. B. Erreger der Tuberkulose oder der Rindertuberkulose).
• Sicherheitsstufe 4: Gentechnische Arbeiten, bei denen nach dem Stand der Wissenschaft von einem hohen Risiko oder dem begründeten Verdacht eines solchen Risikos für die menschliche Gesundheit oder die Umwelt auszugehen ist (z. B. Ebola-Virus, Marburg-Virus oder Maul- und Klauenseuche).

Die Arbeiten müssen in einem Bereich durchgeführt werden, das für die höchste Gefahr zugelassen ist, die auftreten kann (z. B. Gen aus einem Organismus der Stufe 3 und Empfängerorganismus Stufe 2: Labor muss Stufe 3 zugelassen sein). An der Universität Marburg existiert in Deutschland das einzige Labor, das für die Sicherheitsstufe 4 zugelassen sind. Produktionsbereiche dieser Stufe gibt es derzeit nicht.

Maßnahmen der Stufe 1

• Arbeitsraum als Gentechnischen Arbeitsbereich mit Angabe der zugelassenen Sicherheitsstufe kennzeichen.
• Arbeiten nur in abgegrenzten und ausreichend bemessenen Räumen durchführen. Jedem Mitarbeiter muss ein ausreichend großer Arbeitsplatz zur Verfügung gestellt sein. Im Raum muss ein Waschbecken vorhanden sein.
• Oberflächen im Arbeitsbereich müssen leicht zu reinigen und beständig gegen Arbeitsmaterialien und verwendete Reinigungsmittel sein.
• Die Türen sind während der Arbeit geschlossen zu halten, sie sollen ein Sichtfenster haben und in den Gang aufschlagen (Notausgang).
• Mit dem Mund darf nicht pipettiert werden.
• Spitze Gerätschaften wie Kanülen sollen nur im Ausnahmefall benutzt werden.
• Es sollen keine Aerosole gebildet werden. Die Exposotion von gentechnisch veränderten Organismen muss minimiert werden (z. B. durch eine Sicherheitswerkbank).
• Nach der Arbeit und vor dem Verlassen des Arbeitsraumes sind die Hände zu desinfizieren und zu waschen.
• Laborräume sauber halten und auf den Arbeitsflächen nur die notwendigen Geräte lagern.
• Die Identität und Reinheit der benutzten Organismen ist, falls notwendig, regelmäßig zu überprüfen. Die zeitlichen Abstände richten sich nach dem möglichen Gefährdungspotential. Sie sind sicher aufzubewahren.
• Ungeziefer ist zu vernichten.
• Verletzungen müssen dem Projektleiter gemeldet werden.
• In Arbeitsräumen darf nicht gegessen, getrunken, geraucht, geschnupft oder geschminkt werden; Lebensmittel und Kosmetika dürfen auch nicht in Laboratorien gelagert werden. Die Beschäftigten müssen dies in Sozialräumen tun, die der Arbeitgeber einzurichten hat.
• Es muss Schutzkleidung getragen werden.
• Ein Autoklav muss sich im Betriebsgebäude befinden.

Risikogruppen nach der Biostoffverordnung (Deutschland)

Die Biostoffverordnung teilt biologische Arbeitsstoffe in vier Risikogruppen ein (§ 3), diese führen zu Schutzstufen. Diese entsprechen im wesentlichen denen des Gentechnikgesetzes. Die Einteilung erfolgt nach dem Infektionsrisiko.

• Risikogruppe 1: Biologische Arbeitsstoffe, bei denen es unwahrscheinlich ist, dass sie beim Menschen eine Krankheit verursachen.
• Risikogruppe 2: Biologische Arbeitsstoffe, die eine Krankheit beim Menschen hervorrufen können und eine Gefahr für Beschäftigte darstellen können; eine Verbreitung des Stoffes in der Bevölkerung ist unwahrscheinlich; eine wirksame Vorbeugung oder Behandlung ist normalerweise möglich.
• Risikogruppe 3: Biologische Arbeitsstoffe, die eine schwere Krankheit beim Menschen hervorrufen können und eine ernste Gefahr für Beschäftigte darstellen können; die Gefahr einer Verbreitung in der Bevölkerung kann bestehen, doch ist normalerweise eine wirksame Vorbeugung oder Behandlung möglich.
• Risikogruppe 4: Biologische Arbeitsstoffe, die eine schwere Krankheit beim Menschen hervorrufen und eine ernste Gefahr für Beschäftigte darstellen; die Gefahr einer Verbreitung in der Bevölkerung ist unter Umständen groß; normalerweise ist eine wirksame Vorbeugung oder Behandlung nicht möglich.

Bei Organismen der Risikogruppe 1 sind die gewöhnlichen Hygienemaßnahmen einzuhalten. Bei höheren Risikogruppen/Schutzstufen gelten folgende Vorschriften (höhere Schutzstufen schließen Maßnahmen der niedrigeren Stufen ein):

• Schutzstufe 2: Begrenzung des Zutritts auf benannte Beschäftigte, Desinfektionsverfahren spezifisch auf die Organismen, Kontrolle von möglichen Vektoren, wie z. B. Nagern und Insekten wird empfohlen, die Oberfläche von Werkbänken ist wasserundurchlässig und leicht zu reinigen, außerdem wird Säure-, Laugen- und Lösungsmittelbeständigkeit sowie Beständigkeit gegen Desinfektionsmittel empfohlen, die Arbeitsstoffe sind sicher aufzubewahren, der Einbau von Fenstern o. Ä. zur Beobachtung von Personen oder Tieren im Labor ist empfohlen, im Bedarfsfall müssen alle Arbeiten in Sicherheitswerkbänken erfolgen, ein Verbrennungsofen für Versuchstierkörper ist empfohlen
• Schutzstufe 3: bauliche Trennung bei luftübertragbaren Krankheiten, Abluft muss gefiltert werden, es wird empfohlen den Arbeitsplatz so zu gestalten, dass er zur Desinfektion hermetisch abgetrennt werden kann, Unterdruck im Labor bei luftübertragbaren Krankheiten, verbindliche Kontrolle von Vektoren, Böden sind mit wasserundurchlässigen, leicht zu reinigendem Material auszukleiden, die Oberflächen müssen säure-, laugen- und lösungsmittelbeständig sowie beständig gegen Desinfektionsmittel sein, Beobachtungsfenster sind vorgeschrieben, es wird empfohlen für jedes Labor eine eigene Ausrüstung vorzuhalten, Arbeiten müssen in Sicherheitswerkbänken erfolgen, ein leicht zugänglicher Tierkörperverbrennungsofen muss vorhanden sein
• Schutzstufe 4: bauliche Trennung, Filtrierung von Zu- und Abluft, Zugang nur über Luftschleuse, hermetische Abdichtung für Desinfektionszwecke, Unterdruck, Decken müssen den Anforderungen für Böden entsprechen, Aufbewahrung von Arbeitsstoffen unter Verschluss, eigene Ausrüstung in jedem Laboratorium verbindlich, Arbeiten nur in Sicherheitswerkbänken, Tierkörperbeseitigung unmittelbar vor Ort

Siehe auch

• Laborgeräte
• Laborautomatisierung
• Chemische Arbeitsverfahren
• R- und S-Sätze
• Wissenschaftssoziologie
• Laborjournal

Weblinks

• Online Labor-Magazin