Volumenmessgeräte aus Glas – Welche Technik verbirgt sich dahinter?

So ziemlich jeder Laborant, Chemiker oder Biologe lernt Messkolben, Messzylinder und Vollpipetten in seiner Ausbildung oder Studium kennen. Auch in Zeiten des automatisierten Liquid Handlings sind Volumenmessgeräte aus Glas die präzisesten Instrumente, um Flüssigkeiten im Labor abzumessen. Überall dort, wo hohe Ansprüche an Genauigkeit gelten sind sie deshalb aus den Laboren nicht wegzudenken. Aber wo stehen Volumenmessgeräte aus Glas heute wirklich in Bezug auf Präzision und Effizienz? Werfen wir einen Blick auf den aktuellen Stand der Technik.

Höchste Genauigkeit

Heute gibt es mit Flaschenaufsatzdispensern, Mikroliterpipetten und anderen mechanischen Liquid Handling-Geräten effiziente Alternativen für das Dispensieren. In puncto Genauigkeit bilden Messkolben und Vollpipetten der Klasse A bzw. AS bereits seit 50 Jahren die Königsklasse. Der kleine Durchmesser an der Ringmarke ermöglicht ein sehr genaues Einstellen und Ablesen. International geltende Normen wie DIN EN ISO 1042 (Messkolben) oder DIN EN ISO 648 (Vollpipetten) sichern die grundlegenden Eigenschaften der Volumenmessgeräte.

Bild: Labormitarbeiterin bei der Volumenmessung Quelle: BRAND

Fehlergrenzen

Fehlergrenzen sind in der Praxis nur so relevant, wie die tatsächlich abgelesene Genauigkeit. Und hier hat sich viel getan.

Die Ringmarke und die Bedruckung bei BLAUBRAND® werden in der namensgebenden blauen Farbe aufgedruckt, da sie einen hohen Kontrast aufweist und somit besonders gut ablesbar ist. Die blaue Farbe ist eine Emailfarbe, welche bei Temperaturen von 400 °C bis 550 °C, je nach Glasart, eingebrannt wird. Durch diesen Vorgang sind die Messskalen resistent gegen aggressive Reinigungsmittel und je nach Waschprogramm auch nach hunderten Waschzyklen noch hervorragend ablesbar. Damit wird nicht nur das präzise Ablesen vereinfacht, sondern auch die Lebensdauer der Geräte verlängert und der Ressourcenverbrauch verringert.

Die nachfolgende Grafik verdeutlicht die garantierten Höchstwerte der positiven beziehungsweise negativen Messabweichungen für verschiedener BLAUBRAND®-Volumenmessgeräte vom richtigen Messwert.

Bild: Fehlergrenzen verschiedener Volumenmessgeräte aus Glas
Quelle: BRAND

Reduzierung der Bruchgefahr

In diesem Aspekt hat es deutliche Verbesserungen gegeben. Der Schlüssel zur Langlebigkeit liegt nicht in erster Linie in der Wandstärke, sondern in der Spannungsfreiheit des Glases. Rohkörper aus Glas stehen durch den Herstellungsprozess unter Spannung, der bei mechanischer oder thermischer Belastung zum Bruch führen kann. Deshalb werden BLAUBRAND®-Volumenmessgeräte durch einen temperaturgeführten Prozess geschickt, bei dem durch kontrolliertes Erhitzen und Abkühlen der Rohkörper über viele Stunden die Spannungen beseitigt werden.

Das ist eine Voraussetzung dafür, dass die bestmögliche mechanische Festigkeit erreicht wird und das Volumen bei späteren Temperaturbelastungen konstant bleibt. BLAUBRAND®-Volumenmessgeräte können daher im Trockenschrank oder Sterilisator bis auf 250 °C erhitzt werden. Ungleichmäßiges Erwärmen oder plötzliche Temperaturwechsel sollten nach Möglichkeit vermieden werden.

Konformitätsbewertung

In der reglementierten Laborwelt von heute spielen ordnungsgemäß zertifizierte Instrumente eine immer größere Rolle. Hier entwickeln sich die Anforderungen und Prozesse ebenfalls stetig weiter.

Werksprüfzeugnisse als Chargen- oder Einzelzertifikat gehören heute zu jeder Lieferung standardmäßig dazu. Während beim Chargenzertifikat der Mittelwert und die Standardabweichung der Charge und der Tag der Ausstellung dokumentiert werden, beziehen sich die Werte beim Einzelzertifikat auf die individuelle Seriennummer.

In der Laboranalytik und vor allem in der Pharmaindustrie sind viele Labore selbst akkreditiert und arbeiten deshalb mit Messmitteln, die ebenfalls in einem akkreditierten Labor kalibriert wurden. Für diese Labore bietet BRAND® durch sein akkreditiertes DAkkS-Kalibrierlabor auch DAkkS-Kalibrierscheine an.

Bild: Im DAkks-Kalibrierlabor bei BRAND Quelle: BRAND

Qualitätsmanagement

Ständige Prüfungen während des gesamten Fertigungsprozesses dienen dem Ziel, Volumenmessgeräte mit einer möglichst geringen Abweichung vom Sollwert (Richtigkeit) und geringen Streuung der Einzelwerte (Variationskoeffizient) herzustellen. Das Ergebnis dieser statistischen Prozess-Steuerung (SPC) wird abschließend durch eine Stichprobenprüfung nach DIN ISO 3951 in der Endkontrolle überprüft. Das von BRAND durchgeführte Verfahren nach DIN EN ISO 9001 zertifizierten Qualitätsmanagement-Systems ist eine Kombination von Prozessfähigkeitsüberwachung und Stichprobenprüfung.

Optimierte Fertigungsprozesse reduzieren fertigungsbedingte Schwankungen und Abweichungen auf ein Minimum. Die annehmbare Qualitätsgrenzlage (AQL) beträgt zumindest 0,4. Das bedeutet, dass die vorgegebenen Grenzwerte mit einer statistischen Sicherheit von mindestens 99,6 % eingehalten werden.

Die hohe Präzision, die dauerhaft gut ablesbare Bedruckung, die mechanische Robustheit und die Einhaltung der regulatorischen Anforderungen machen Volumenmessgeräte von BLAUBRAND® seit über 50 Jahren zu einem zuverlässigen Partnern im Labor.

Weitere Informationen:

Dieser Blogbeitrag entstand mit freundlicher Unterstützung der Firma BRAND.