Aquariumkies ist in allen möglichen Formen und Größen erhältlich. Setzt man ihn zur Kühlung von Proben ein, sollte die Körnung fünf bis acht Millimeter betragen.
Feiner Kies dient in Aquarien als Bodensubstrat. Im Labor kann man ihn als Ersatz für Trockeneis verwenden.
Für das schnelle Herunterkühlen oder Schockgefrieren von Proben verwenden die meisten Labore -78,5° C kaltes Trockeneis. An größeren Instituten oder universitären Forschungseinrichtungen ist die Beschaffung des gepressten „Kohlendioxid-Schnees“ auch kein Problem. Man holt sich die gewünschte Menge ganz einfach in der Chemikalienausgabe. Diese hat Trockeneis zumeist in größeren Mengen auf Lager und wird regelmäßig damit beliefert.
Für kleinere Labore, die nur hin und wieder etwas Trockeneis benötigen und keine Chemikalienausgabe in der Nähe haben, gestaltet sich die Organisation von Trockeneis bedeutend schwieriger. Der Kauf größerer Mengen lohnt sich in der Regel nicht, weil das überschüssige Trockeneis fröhlich vor sich hin sublimiert und sich ruck-zuck wieder in gasförmiges CO2 verwandelt. Da kann man das Geld auch gleich im Abzug verbrennen und durch Oxidation mit Sauerstoff in CO2 überführen.
Es gibt jedoch eine simple und spottbillige Alternative zu Trockeneis: Aquariumkies mit einer Körnung von fünf bis acht Millimetern. Zu diesem Ergebnis kamen Tony Ismalaj und Dan L. Sackett vom Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development der NIH in Bethesda, USA. Das Duo testete Aquariumkies sowie wesentlich teurere Metallkügelchen (die als Wassersatz für beheizte Wasserbäder verwendet werden) als Trockeneisersatz (Anal. Biochem., 2015, 474, 38-9).
Den Kies schüttet man in einen Styroporschaumbehälter für Trockeneis und kühlt ihn in einem Tieftemperaturgefrierschrank auf -80° C. Die zu kühlenden Proben verbuddelt man anschließend in dem -80° C kalten Kieshaufen in der Styroporbox.
Bei ihren Kühlversuchen stellten Ismalaj und Sackett fest, dass der Kühlvorgang in dem Aquariumkies sogar schneller verläuft als in Trockeneis. Nach dem Einsatz im Labor lagert man die kiesgefüllte Box bis zur nächsten Verwendung ganz einfach wieder im -80° C-Freezer. Wenn die Kieselsteine durch die aufgenommene Luftfeuchtigkeit etwas zusammenfrieren, kann man die Klumpen leicht durch kurzes Rühren mit einem Spatel oder Schraubenzieher beseitigen.
Zwei Dinge muss man beachten, wenn man Aquariumkies als Trockeneisersatz verwendet. Zum einen sollte die Körnung des Kieses tatsächlich zwischen fünf und acht Millimetern liegen. Größere Kiesel führen zu einer schlechten Kühlleistung, kleinere bleiben an den Probengefäßen hängen.
Denken Sie auch daran, dass der Erwärmungsprozess bei Kies anders verläuft als bei Trockeneis. Kies erwärmt sich, ohne seine Masse zu verändern. Trockeneis sublimiert dagegen und ändert den Aggregatzustand. Durch den Phasenübergang entzieht es der Umgebung Wärmeenergie und hält die Temperatur unmittelbar über den Trockeneis-Resten auf -80° C bis es vollständig verschwunden ist. Trockeneis ist deshalb bestens für das Verschicken von Proben in Styroporboxen geeignet und kann hier nicht durch Aquariumkies ersetzt werden, der sich unterwegs erwärmt.
Aufgrund der Erwärmung des Kieses sollte man die Kies-Box für Anwendungen im Labor erst unmittelbar vor der Probenkühlung aus dem Freezer holen und mit einem Styropordeckel verschließen.
Befolgt man diese simplen Regeln, spricht nichts dagegen, Proben zukünftig mit Aquariumkies statt mit Trockeneis zu kühlen.
Harald Zähringer