Suchen

Pipetten Pipetten als Fehlerquellen im Labor

| Autor / Redakteur: Richard H. Curtis* und A. Björn Carle* / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Pipettieren kann ein wesentlicher Risikofaktor sein und im Labor zu inakkuraten Daten und Resultaten führen. Eine Studie belegt, dass bis zu 30 % der eingesetzten Pipetten, nicht innerhalb der erwarteten Toleranzen arbeiten. Lesen Sie, wie regelmäßiges Kalibrieren und Überprüfen der Pipetten dieses Problem beheben kann.

Firmen zum Thema

1 Moderne Mikropipetten enthalten zahlreiche interne Komponenten. Schäden sind oftmals nicht mit bloßem Auge zu erkennen. (Bilder: Artel)
1 Moderne Mikropipetten enthalten zahlreiche interne Komponenten. Schäden sind oftmals nicht mit bloßem Auge zu erkennen. (Bilder: Artel)
( Archiv: Vogel Business Media )

Pipettierprozesse sind im Labor allgegenwärtig. Sie finden sich z.B. in der Probenpräparation, beim Erstellen von Verdünnungsreihen, bei der Zubereitung von Standards und beim Hinzufügen von Reagenzien. Die Systeme für die Zugabe flüssiger Proben haben sich jedoch entscheidend weiterentwickelt, von der traditionellen Glas-Mikropipette hin zu den heutigen elektronischen Pipetten mit programmierbaren Sollvolumina und den vollautomatischen Pipettiersystemen mit bis zu 1536 Kanälen.

Doch sind die Liquid-Handling-Prozesse auch aufgrund der drastischen Reduzierung der im Durchschnitt gehandhabten Volumina komplizierter geworden. Betrachtet man diese Trends zusammen mit den potenziell schwerwiegenden Folgen eines Pipettierfehlers, wie z.B. Nichterfüllung von regulatorischen Richtlinien, Zeit- und Geldverschwendung, ineffiziente Nutzung knapper Proben oder Substanzen und falsche Testergebnisse, so wird das Risikopotenzial offensichtlich. Daher müssen zur Qualitätssicherung Prozesse zur Überwachung, Verwaltung und Minimierung dieser Risiken erstellt werden. Begonnen bei unsachgemäßen Bedienertechniken über Viskositätsunterschiede der Flüssigkeiten bis hin zu variablen Umgebungsfaktoren und Schäden an internen Bauteilen der Pipetten gibt es zahlreiche Fehlerquellen.

Bildergalerie

Den Ursachen von fehlerhaften Pipettierprozessen auf der Spur

Angesichts der zahlreichen Faktoren, welche die Richtigkeit und Präzision der dispensierten Volumina beeinflussen, müssen Labore zunächst die Ursachen und Auswirkungen von fehlerhaften Pipettierprozessen verstehen, bevor sie optimale Programme zur Liquid-Handling-Qualitätssicherung implementieren können. Untersuchungen haben gezeigt, dass bis zu 30 Prozent der in Gebrauch befindlichen Pipetten und anderen Liquid-Handling-Instrumente zum jeweiligen Zeitpunkt nicht innerhalb der erwarteten Toleranzen funktionieren.

Ausfälle von Pipetten und ihre Folgen

Im günstigsten Falle erfordert die Verwendung einer ungenau funktionierenden Pipette eine erneute Analyse der Proben oder eine Neubewertung der Ergebnisse. Liefert eine fehlerhafte Pipette ungenaue Testergebnisse, die Grundlage für Patientenbehandlungen sind oder wenn Proben nicht erneut getestet werden können, sind die Konsequenzen schwerwiegender. Der schlimmste Fall tritt ein, wenn eine außerhalb des Toleranzbereiches arbeitende Pipette nicht zeitnah entdeckt wird, da so falsche Daten und Ergebnisse unerkannt bleiben. Das verspätete Erkennen eines solchen Fehlers erfordert nicht nur teure und zeitaufwändige Abhilfemaßnahmen (Remedial Action), sondern gefährdet auch Patienten und Forschungsprojekte. Das ist einer der Gründe dafür, warum die FDA (United States Food and Drug Administration) das Konzept der „Process Analytical Technology“ eingeführt hat. Die Qualitätssicherung ist dabei aktiv in einen Prozess eingebunden, sodass potenzielle Probleme bei deren Auftreten sofort erkannt und korrigiert werden können [1].

Ursache für Funktionsausfälle bei Pipetten

Zunächst ist es wichtig, dass Labore die Fehlfunktion eines Instruments definieren. Während der Kalibrierung werden die dispensierten Volumina der zu prüfenden Pipette mit einem Standard verglichen und die Abweichung von diesem Standard wird gemessen. Ein Ergebnis außerhalb der als zulässig definierten Grenzen wird als Fehlfunktion bezeichnet.

Die heutigen elektronischen und manuellen Mikropipetten sind komplex und für eine korrekte Funktion auf eine Vielzahl interner Bauteile angewiesen. Schäden sind daher mit bloßem Auge meistens nicht sichtbar und auch beim Pipettieren ist die Fehlfunktion häufig nicht zu erkennen. Dies bezeichnet man als latenten Pipettenschaden. Latente mechanische Schäden können vielerlei Ursachen haben, begonnen bei einer nicht ausreichenden Schmierung, über undichte Dichtungen oder O-Ringe, Schäden im Bereich wo Schaft und Spitze eine Dichtung bilden, Korrosion des Kolbens bis hin zur Kontaminierung durch pipettierte Materialien.

Die Wartung einer Pipette sollte regelmäßig nach Zeitplan erfolgen und kann die oben aufgeführten Ursachen für eine mechanische Fehlfunktion beheben. Dennoch zeigen Daten, die in einem Labor mit häufiger Benutzung von Pipetten erfasst wurden, dass die verstrichene Zeit seit der letzten Wartung einer Pipette keinen Einfluss auf die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion im nächsten Zeitabschnitt hatte.

(ID:352205)