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Erleichterung beim Pipettieren

Vom einfachen Liquid Handling zur High-Throughput-Lösung

| Autor / Redakteur: Dr. Maria Zweig* / Dr. Ilka Ottleben

(Bild: Mettler Toledo)

Arbeitsverdichtung im Labor und manuelle Tätigkeiten wie Pipettieren – eine Kombination, die nicht optimal zusammen passt. Mithilfe moderner Automationslösungen lassen sich Prozesse wie beispielsweise das Liquid Handling deutlich verbessern.

Pipettieren gehört in vielen Marktsegmenten und bei unterschiedlichsten Anwendungen zum Laboralltag. Im Prinzip besteht das Pipettieren darin, ein bestimmtes Volumen einer Flüssigkeit mit höchster Genauigkeit und Präzision zu transferieren. Der Volumentransport von einem Gefäß in das andere erscheint auf den ersten Blick als eine einfache und mühelose Tätigkeit. In der Praxis erweist sich jedoch diese „einfache“ Tätigkeit als einer der zeitintensivsten Prozesse in der Laborroutine, der somit einen Großteil der täglichen Laborarbeit ausmacht. Es sind zunehmend komplexe Aufgaben mit vielen repetitiven Sequenzen und mehreren Pipettierschritten sowie Experimente mit Mikrotiterplatten, die den modernen Life-Science-Alltag beherrschen.

Der ungarische Mediziner Gyula Takátsy gilt als Erfinder der ersten Mikrotiterplatte. Im Jahr 1951 stellte er aus einer Plexiglasplatte die erste Mikrotiterplatte her, mit der er aufwändige Verdünnungsreihen für die Influenzatests beschleunigen wollte. Mit dem Einzug der ersten Multikanalpipetten Ende der sechziger Jahre haben sich auch die Mikrotiterplatten rasant in den biowissenschaftlichen Laboren etabliert.

Insbesondere bei komplexen Applikationen mit vielen repetitiven Sequenzen werden zunehmend elektronische Pipetten und automatische Pipettierstationen eingesetzt. Sie sind heute mehr als nur ein Hilfsmittel für die Übertragung abgemessener Flüssigkeitsmengen. Sie werden zu weiterentwickelten Geräten und Systemen, die die Laborarbeit erleichtern, Protokolle speichern und maßgeblich dazu beitragen, die Effizienz und Ergonomie im Labor zu steigern. Elektronische Pipetten und Pipettierstationen sind der Schlüssel für mehr Sicherheit, Richtigkeit und Präzision der Ergebnisse bei Anwendungen mit hohem Durchsatz.

Elektronische Pipetten sind ein großer Fortschritt

Die erste elektronische Pipette der Welt wurde von Rainin Instrument entwickelt – heute Mettler-Toledo Rainin LLC, eine hundertprozentige Tochtergesellschaft von Mettler Toledo. Sie kam 1984 auf den Markt und basierte auf derselben Technologie, die auch bei Präzisionspumpen für die Flüssigkeitschromatografie eingesetzt wurde.

Schon in dieser frühen Phase konnten elektronische Pipetten nicht nur einfache Aufgaben wie Ansaugen und Dosieren ausführen, sondern sie unterstützten auch kompliziertere Aufgaben, wie Mischen, Dosieren mehrerer Aliquote aus einem Volumen (Mehrfachdosierung) und Titration.

Seitdem haben die Komponenten moderner elektronischer Pipetten eine bemerkenswerte Entwicklung vollzogen. Farbige Grafikanzeigen liefern jetzt ausführliche Informationen und dank moderner Elektronik sind die Pipetten noch einfacher zu bedienen und zu programmieren. Sie sind also perfekte Helfer für komplexe und spezialisierte Aufgaben. Auch die Motoren sind jetzt leistungsstärker und können eine Pipette mit zwölf Kanälen mit einem maximalen Volumen von 1200 μl antreiben. Die Stromversorgung der Motoren erfolgt durch neue, leichte Akkus, die Tausende von Zyklen ermöglichen, bevor ein Aufladen erforderlich ist.

Die Vorteile der elektronischen Pipetten kombiniert mit Affinitätsharzspitzen werden besonders in der Bioanalytik geschätzt. So kann beispielsweise die Reinigung von Proteinen und anderen Biomolekülen radikal vereinfacht und optimiert werden.

Gerade Laboratorien, die GMP-/GLP-Vorschriften erfüllen müssen, sind verpflichtet, bestimmte Aspekte elektronischer Pipetten zu kontrollieren, indem sie beispielsweise diese nicht mehr verwenden, sobald ein definiertes Kalibrierdatum überschritten ist. Weiterhin muss die Einhaltung bestimmter Arbeitsanweisungen gewährleistet sein. Aus diesen Gründen bieten neueste elektronische Pipetten erweiterte Verwaltungsfunktionen. Durch Softwareoptimierungen können Bediener jetzt Protokolle in der Pipette speichern und den Zugriff sperren, sodass die Pipetteneinstellungen nur von Personen benutzt oder verändert werden können, die das erforderliche Passwort besitzen. Funktionen wie diese verbessern die Zuverlässigkeit und Rückverfolgbarkeit jedes GMP-regulierten Labors. Gleiches gilt für klinische Labore, in denen abweichende Resultate einen beträchtlichen Zeit- und Kostenaufwand verursachen. Die Gewissheit, dass die Pipettierergebnisse den Anforderungen entsprechen und dies anhand von Daten zu belegen ist, ist ein weiterer Sicherheitsaspekt und ermöglicht dem Anwender, sich auf seine eigentliche Laboraufgabe konzentrieren zu können.

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