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Liquid Handling – Interview Pipettieren im „Labor von morgen“

| Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Wird es in 50 Jahren noch manuelle Pipetten geben? Welche Anforderungen stellen sich? Wo liegen Chancen? Zwei Experten von Eppendorf im LP-Interview über Digitalisierung und Automatisierung als Trends im Liquid Handling. Das Gespräch führte LP-Redakteurin Dr. Ilka Ottleben.

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Abb. 1: Dr. Kay Koerner, (im Bild links) Project Leader Marketing for Industrial Markets, Healthcare, Medical Devices, Eppendorf AG und Dr. Florian Bundis, (im Bild rechts) Global Product Manager Liquid Handling, Eppendorf AG
Abb. 1: Dr. Kay Koerner, (im Bild links) Project Leader Marketing for Industrial Markets, Healthcare, Medical Devices, Eppendorf AG und Dr. Florian Bundis, (im Bild rechts) Global Product Manager Liquid Handling, Eppendorf AG
(Bild: Eppendorf AG)

LP: Vor mittlerweile über 50 Jahren hat Eppendorf die erste Mikroliterpipette in den Markt eingeführt. Ist davon in den heutigen Systemen noch etwas erkennbar?

Dr. Florian Bundis: In der so genannten „Marburg-Pipette“ sind technisch schon Dinge enthalten, die wir heute ganz genauso haben. Die zugrundeliegenden Prinzipien haben sich seit damals nicht wesentlich geändert. Die Marburg-Pipette ist eine Kolbenhubpipette, die mit Einmalspitzen funktioniert. Diese Kombination, die wir heute als System verstehen, nämlich aus einem Instrument, das ich wiederverwende, und einem Einmal-Artikel, den ich entsorge, gab es also schon damals, und so funktionieren die manuellen Pipetten auch heute noch. Heute haben sich natürlich die Details stark geändert, weil die Anforderungen stark zugenommen haben, und Präzision und Richtigkeit haben sich deutlich verbessert. Aber die grundlegenden Prinzipien sind immer noch sichtbar und sehr konstant geblieben.

LP: Der Trend zur Digitalisierung macht indes vor dem Labor nicht Halt und damit auch nicht vor dem Pipettieren. Welche Entwicklungsfelder sehen Sie hier?

Dr. Kay Koerner: Aus meiner Sicht wird es in Zukunft immer spannender zu schauen, welche Daten eine Pipette liefern kann und welche dieser Daten der Kunde braucht. Auch die Forschung wird zunehmend reglementiert. Muss der Anwender beispielsweise nachweisen, dass die Pipette kalibriert ist, muss das dokumentiert sein, und wenn ja, wo muss es aufgezeichnet sein? Muss man eventuell sogar so weit gehen, dass die Pipette nicht mehr benutzt werden kann, wenn das Kalibrierdatum überschritten ist? Also allgemein: Welche Softwarelösungen haben wir dahinter, die dem Anwender seine Abläufe erleichtern?

Auch der Umgang mit Big Data wird sicherlich noch weiter an Bedeutung gewinnen. Hier geht der Trend ganz klar in Richtung softwarebasierter Lösungen zur Datenspeicherung und -verwaltung. Daneben gibt es mittlerweile auch in der Forschung, v.a. aber auch in der Industrie, eine Strömung, in der Arbeitsabläufe hochgradig automatisiert werden und wo die Vorteile kleiner Volumina, höchster Reproduzierbarkeit sowie Zeit- und Kosteneffizienz durch Automation ausgespielt werden. Den Bereich der Laborautomation bedient Eppendorf ja bereits seit 2003. Für die Softwarelösungen, die in Zukunft auch im Bereich der manuellen Systeme auf uns zukommen werden, können wir daher enorm von unserem Know-How in diesem Feld profitieren.

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Dr. Bundis: Und in Zukunft wird es sicherlich auch einen wichtigen Link zwischen diesen beiden Strömungen geben, nämlich überall dort, wo man sich aus der klassischen Forschung heraus irgendwann in einen Scale-Up-Prozess begibt. Ein Beispiel ist das Assay-Development in der Pharmaindustrie. Hier ist denkbar, dass elektronische Pipetten und vielleicht auch irgendwann manuelle Pipetten, dieses Scale-Up erleichtern, indem sie die aufgezeichneten Daten an einen Pipettierautomaten weitergeben. Was wir natürlich auch sehen ist, dass wir hinsichtlich des Bedarfs an Dokumentation und Automatisierung länderspezifisch noch sehr starke Unterschiede haben.

LP: Wird es im „Labor der Zukunft“ überhaupt noch manuelle Pipetten geben?

Dr. Koerner: Forschung ist nach wie vor sehr stark hypothesengetrieben – und das wird vermutlich auch in Zukunft so bleiben. Diese hypothesengetriebene Forschung lässt sich nach wie vor sehr schlecht automatisieren, weshalb die Forscher hierfür vermutlich immer zunächst einen manuellen Ablauf wählen werden. Damit bleiben manuelle Pipetten hochspannend.

LP: Wie verändert sich die Branche?

Dr. Koerner: Einerseits kann man sagen, dass in vielen Bereichen die regulatorischen Anforderungen, sei es in Auftragslaboratorien, aber auch in der Pharma- oder klinischen Forschung zunehmen und damit auch die Anforderungen an die Produkte. In diesen regulierten Bereichen dem Anwender jeweils die für ihn richtige Lösung anbieten zu können, ist derzeit ein wichtiger Fokus bei Eppendorf. Auf der anderen Seite merken wir, dass sich die Branche erweitert, indem inzwischen immer mehr Industrien molekularbiologisch arbeiten. Hier bedingen die enormen Fortschritte der Molekularbiologie der letzten 20 Jahre enorm viele neue Industrieanwendungen, beispielsweise in der Kosmetikindustrie, der Lebensmittel- und Getränkeindustrie oder auch der petrochemischen Industrie.

LP: Gibt es Bereiche, in denen Sie derzeit besonders großes Entwicklungspotenzial sehen?

Dr. Koerner: Ich denke, wir haben die volle Bedeutung des Next Generation Sequencing in der Forschung schon begriffen. In klinischen Anwendungen ist dieser Prozess hingegen derzeit noch im vollen Gange, wenn man sich z.B. Anwendungen des NGS rund um die personalisierte Medizin anschaut. Hier sehen wir für unsere Automationslösungen, die NGS-tauglich sind, das größte Zukunftspotenzial.

Dr. Bundis: Zumal in diesem Bereich die Preise der Verbrauchsmaterialien und Reagenzien zurück gehen. Der Preis-pro-Base ist der Schrittmacher auf dem Gebiet der NGS-Anwendungen. Wenn dieser weiter fällt, wird das enorm viele neue Anwendungsfelder eröffnen, weil Dinge möglich werden, die vorher nicht möglich waren, oder sogar bestehende Methoden ersetzt werden. Damit wird natürlich auch die Nachfrage nach den entsprechenden Peripheriegeräten steigen – auf unserer Seite nach den epMotion Systemen, für die Erstellung der Sequenz-Bibliotheken.

Dr. Koerner: Aber letztlich zeigt auch das Thema NGS sehr schön, dass der Informationsgewinn und die Durchbrüche einerseits enorm sind, sich aber auch mit NGS nicht alle Fragen der Menschheit werden beantworten lassen. Und am Ende wird sich immer wieder ein Forscher mit seiner Pipette hinsetzen und sagen: „Diesen einen Punkt, den mache ich jetzt zu meinem Projekt, denn der interessiert mich genauer“. Eppendorf und sein Mikrolitersystem hatten in den letzten fünfzig Jahren Bestand, und ich wage die Aussage, dass die manuelle Pipette nicht aussterben wird und auch noch mindestens in den kommenden 50 Jahren Bestand haben wird.

Vielen Dank für das Gespräch Herr Dr. Koerner und Herr Dr. Bundis.

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