Ein Blick in die Gerätetechnik
Automatisiertes Pipettieren – was steckt drin?
Heutige Labore, ob in der Biotech-/Pharmaindustrie oder im akademischen Bereich, bearbeiten und analysieren eine immer größere Anzahl an Proben. Dabei werden die Probenvolumina und die dazu gehörigen Laborgefäße immer kleiner. Die hohe Probenanzahl und strengen Anforderungen an Genauigkeit und Präzision machen manuelles Pipettieren zu einer großen Herausforderung für die Anwender. Zudem können lange manuelle Pipettierprotokolle zur gesundheitlichen Belastung für die Anwender werden, da bei klassischen manuellen Pipetten Flüssigkeit durch Daumenbewegungen aufgenommen und abgegeben wird. Dies kann zur Entwicklung von sog. RSI-Beschwerden (engl. repetitive strain injury) führen. Deshalb wird bei modernen Pipetten besonders auf Ergonomie geachtet, indem das Gewicht der Geräte reduziert und der Pipettiervorgang elektronisch ausgeführt wird. Der Vorteil eines automatisierten Pipettiervorgangs ist, dass der Anwender selbst gar nicht mehr pipettieren muss. So kann die Pipette in den Halter des Pipettierroboters Assist Plus von Integra geklickt werden, und das Protokoll wird automatisch ausgeführt. Um Kreuzkontamination von Proben bei kritischen Anwendungen zu verhindern, werden Pipettenspitzen nur einmal verwendet. Dafür lädt der Pipettierroboter automatisch neue Spitzen und wirft sie nach dem Pipettiervorgang in den dafür vorgesehenen Spitzenabfallbehälter.
Transparenz – eine Herausforderung für optische Detektion
Eine von zahlreichen Herausforderungen war der automatische Pipettenspitzenwechsel und dessen Überwachung. Es sollte sichergestellt werden, dass alle Pipettenspitzen geladen und am Ende wieder abgeworfen werden. „Um die kompakten Abmessungen des Roboters zu wahren, schwebte uns zur Überwachung des Spitzenhandlings eine integrierte optoelektronische Lösung, bestehend aus Sensor und Reflektor, vor“, berichtet Andreas Städler, der von Integra-Seite gemeinsam mit dem Elektronikentwickler zentral an der Entwicklung des hier demonstrierten kompakten Pipettierroboters beteiligt war. „Eine solche Lösung zu finden, war nicht einfach. Dieses Modul muss Pipettenspitzen, die transparent und teilweise im Durchmesser kleiner als ein Millimeter sind, zuverlässig detektieren können.“
Geeignete Reflexions-Lichtschranke
David Semprevivo, Key Account Manager bei Leuze Schweiz, hat gemeinsam mit einem am Stammsitz von Leuze in Owen/Teck tätigen Spezialisten für Laborautomation nach Möglichkeiten gesucht, diesem konkreten Applikationswunsch gerecht zu werden. Die gefundene Sensor-Reflektor-Lösung basiert auf der polarisierten Reflexions-Lichtschranke PRK 3B von Leuze. Dabei handelt es sich um eine besonders kleine Reflexions-Lichtschranke mit Laser- und Autokollimationsprinzip: Mit ihren geringen Gehäuseabmessungen von nur 32 x 11 x 17 mm ließ sie sich einfach in den kompakten Pipettierroboter integrieren. Mit Sonderabmessungen, abgelenktem Kabel und speziellem Reflektor wurde diese Lösung zu einem eigens für den Hersteller des Pipettiersystems entwickelten Gesamtprodukt.
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