Pipettieren am Nanoliterlimit Präzises Automatisieren von Liquid-Handling-Applikationen

Das Hochdurchsatz-Screening (HTS) im Mikroplattenformat steigert die Effizienz von Prozessen wie Wirkstoffscreening oder Assay-Entwicklung erheblich. Die dabei verwendeten hochdichten Plattenformate bis hin zur 1536er Mikroplatte und da­rüber hinaus bringen für die automatisierte Probenvorbereitung große technische Herausforderungen mit sich.

Anbieter zum Thema

BRAND GMBH + CO KG

VACUUBRAND GMBH + CO KG

Dr. Klinkner & Partner GmbH

Analytik Jena AG

Die Einführung der Mikroplatte als Trägerformat für Assays in Kombi­nation mit Liquid-Handling-Automatisierung und der Einsatz von entsprechenden Analysegeräten waren der Beginn des Hochdurchsatz-Screenings (High Throughput Screening, HTS) in den späten 1980er Jahren. Die konsequente Miniaturisierung und Parallelisierung vom 96er Plattenformat bis hin zur 1536er Mikroplatte und darüber hinaus sowie die damit einhergehende Adaptierung der Gerätetechnik stellen nachweislich die Schlüsselmechanismen in der Entwicklung des HTS dar.

Neben allen offensichtlichen Vorteilen der Automatisierung von Laborprozessen, wie Effizienzsteigerung und Erhöhung der Reproduzierbarkeit bringt die Automatisierung von hochdichten Mikroplattenformaten große technische Herausforderungen mit sich. Verringerte Toleranzen bei der Fertigung von Verbrauchsmaterialen werden immer wichtiger. Der Einfluss der physikalischen Eigenschaften der verwendeten Flüssigkeiten nimmt im Mikro- bis Nanoliterbereich deutlich zu. Ein stark verringerter Bauraum erfordert eine neue technische Umsetzung der nun 1536-kanaligen Kolbenhubpipette.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 9 Bildern

Liquid-Handling-Automation – Präzision durch Variabilität

Dank 20-jähriger Erfahrung im Automatisieren von Liquid-Handling-Applikationen im Bereich des HTS und uHTS ist es Analytik Jena gelungen, die Ansprüche an die automatisierte Probenvorbereitung für unterschiedlichste Assays im hochdichten Mikroplattenformat mit bis zu 1536 Wells zu erfüllen. Die Verwendung sehr unterschiedlicher Spitzentypen erlaubt eine hohe Diversität der möglichen Anwendung mit dem Cybio-Well-vario-1536/8-µl-Kopf. Das Arbeiten mit Einwegspitzen aus Polypropylen oder mit in speziellen Magazinen fixierten Spitzen aus Keramik, Stahl und Glas gestaltet den Laboralltag des HTS sehr flexibel und garantiert eine hohe Assay-Integrität.

Zu den klassischen Anwendungen in diesem Plattenformat zählen u.a. zellbasierte Assays wie Antikörperscreening oder Enzym-Assays. Für die Liquid-Handling-Automatisierung bedeutet das vor allem die flexible Anpassung der Pipettierparameter, um ein schonendes Zell-Handling garantieren zu können. Auch das Pipettieren von kleinsten Compound-Mengen ohne Vorverdünnungsstufen ist eine zwingende Notwendigkeit, da die Toleranzgrenze der Zellkulturen hinsichtlich des DMSO-Eintrags oder der eines anderen Lösungsmittels bei ca. 1% liegt. Der Cybio-Well-vario-1536/8-µl-Kopf hat je nach Spitzentyp einen Arbeitsbereich von 0,1 bis 8 µl und ist somit bestens auf die Ansprüche des HTS vorbereitet. Die Verwendung der so genannten Air-Displacement-Technologie in der Cybio-Well-vario-Familie garantiert durchgängig eine hohe Präzision im Bereich von 100 nl bis 250 µl. Der Einsatz der Einwegspitzen aus Polypropylen oder der wiederverwendbaren Glasspitzen im Cybio-Well-vario-1536/8-µl-Kopf ermöglicht eine exzellente Pipettierperformance bei der Durchführung von zellbasierten Assays.

Unter Verwendung der flexiblen Steuersoftware Cybio Composer können die Protokolle optimiert und Hürden des klassischen HTS genommen werden, sodass bei der Abgabe von 1 µl Flüssigkeit Präzisionen kleiner als 2% [CV] erreicht werden können. Dank seiner variablen Bauweise kann der Cybio Well vario nicht nur im hochdichten Plattenformat arbeiten. Sein Wechselkopfsystem lässt auch die Bearbeitung von 96er und 384er Platten zu, sodass auch das traditionelle Befüllen und Reformatieren von Platten einfach und effizient durchgeführt werden kann.

Bei der automatisierten Probenvorbereitung im Bereich der qPCR ist zusätzlich ein flexibler Umgang mit speziellen 1536er Mikroplatten erforderlich. Die Verwendung des Roche Lightcycler 1536 als Analysegerät setzt die Verwendung einer Mikroplatte voraus, die vom standardisierten SBS-Mikroplattenformat geringfügig abweicht. Da Analytik Jena seit jeher bestrebt ist, mit ihrer Geräteentwicklung individuellen Kundenanforderungen bestmöglich zu entsprechen, gibt es auch hier eine passende Lösung.

(ID:44764608)