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Messtechnik

Pipettier-Roboter bekommt Kleckerverbot im Labor

| Autor / Redakteur: Carolin Ordosch* / Matthias Back

Die Positionierung der Pipettierspitzen muss äußerst exakt erfolgen.
Die Positionierung der Pipettierspitzen muss äußerst exakt erfolgen. ( Siko)

In Laboratorien sind automatisierte Liquid-Handling-Systeme unverzichtbar. Sie können Tests und Analysen mit Tausenden von Substanzen schneller, präziser und vor allem deutlich reproduzierbarer durchführen. Ein Pipettier-Roboter von der Hamilton Company schafft mit magnetischer Messtechnik eine initiale Systemgenauigkeit von 20 μm.

Proben mit einem Volumen von 500 Nanolitern bis zu einem Milliliter präzise mit Einzelkanälen von 96 oder 384 Mehrfachpipettierköpfen von einer Mikrotiterplatte aufzunehmen und an eine andere wieder abzugeben, kann nur ein Laborant in Form einer Pipettier-Roboter-Anlage schaffen. Da die dabei übertragenen einzelnen Volumina sehr gering und die Anzahl der gleichzeitig transportierten Proben hoch sein können, werden an den Transfer der Proben hohe Ansprüche hinsichtlich der Genauigkeit gestellt. Eine präzise Probenentnahme und -abgabe gewährleistet die Wiederholgenauigkeit zwischen einzelnen Pipettierschritten und nimmt schließlich Einfluss auf den Erfolg der gesamten Arbeitsaufgabe. Das Schweizer Unternehmen Hamilton Company bietet für ein schnelles Testen und reproduzierbare Screenings von verschiedenen Substanzen das „Hamilton Vantage Liquid Handling System“ an. Um die Position der Pipettierköpfe entlang der drei Raumdimensionen exakt zu ermitteln, hat Hamilton in dem Pipettier-Roboter magnetische Messtechnik von Siko eingesetzt.

Für das Handling-System hat das Schwarzwälder Unternehmen die verwendeten Magnetbänder und die Sensorplatine individuell an die Erfordernisse angepasst. „Unser neues Vantage Liquid Handling System bieten wir als Baukastensystem an, das individuell konfiguriert werden kann“, beschreibt Martin Rupp, Projektleiter Elektronik von Hamilton Bonaduz. Die Anlage ist als 2-Meter- oder 1,3-Meter-Pipettier-Roboter erhältlich. Die Steuerung der Assays übernimmt die Hamilton-Software „Instinct V“.

Exakte Position mit Magnetbandsystem

Mit der Software können mehrere Nutzer gleichzeitig an der Anlage arbeiten und verschiedene Experimente mit denselben Geräten ausgeführt werden. Eine Pipettierspitze von 10 Mikrolitern fasst z. B. ein Volumen von 1 Mikroliter mit einer Genauigkeit von 5 Prozent. Diese Volumina können in einem 2,25-mm-Raster (1536 Well Platte) über alle Kanäle hinweg exakt positioniert werden. Für diese Aufgabe ist die Messtechnik in zwei Varianten eingesetzt. Mit zwei Magnetbändern wird die Überwachung der Motorsteuerung am Pipettier-Roboter nach unten und seitlich sichergestellt. Eine Lösung aus Magnetband und Platine sorgt für eine präzise Umsetzung der Bewegung auf der Längsachse.

Die Pipettieranlage ist mit Linearmotoren zur Positionierung der einzelnen Achsen ausgestattet. Es gibt drei Achsen, auf denen sich der Pipettier-Roboter in allen drei Raumdimensionen bewegt: die x-Achse in die Längsrichtung, in der der Pipettierarm und damit die Kanäle fahren. Die vorwärts und rückwärts Bewegung der Pipettierkanäle verläuft über die y-Achse, und die Veränderung der Höhe wird über die z-Achse erreicht. Motoren steuern diese drei Achsen, wobei die magnetischen Sensoren ein Positionsfeedback an die Steuereinheit zurückgeben und so den Motor überwachen. Bei der Sensorik auf der y-Achse werden Magnetbänder von Siko eingesetzt, da Hamilton die Sensoren hierfür selbst entwickelt hat.

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