Vom Kennzeichnen, Lagern und Dokumentieren

Labor-Inventar verwalten und Proben verfolgen

Labore müssen eine Vielzahl von Proben, Reagenzien und Lösungen verwalten, die ordnungsgemäß – kurz- oder langfristig – gelagert werden müssen. Dies erfordert Verfahren und Arbeitsabläufe, die sicherstellen, dass das Labor mit maximaler Effizienz arbeitet.

© anamejia18/stock.adobe.com

Darüber hinaus sollte eine geeignete Infrastruktur zur Nachverfolgung und Verwaltung des gesamten Labor-Equipments verfügbar sein. Mit begrenztem Laborraum und beschränktem Betriebskostenbudget sind gute Lagerungspraktiken für jedes Labor von unschätzbarem Wert.

Proben identifizieren und verfolgen

Damit die richtigen Chemikalien oder die richtigen Proben entnommen werden, ist ein umfassendes Kennzeichnungssystem erforderlich. Der grundlegendste Aspekt bei der Bestandsaufnahme ist eine effiziente Methode zum Kategorisieren, Identifizieren und Verfolgen von Proben. Etiketten sind hier das geeignete Mittel, da darauf alle erforderlichen Informationen wie z. B. alphanumerischer Text, Seriennummern oder Barcodes gedruckt werden können.

Es sind jedoch nicht alle Etiketten gleich, und es müssen die richtigen Etiketten für die passende Umgebung ausgewählt werden. In Laboren sind Kühlschränke, Gefriergeräte und Flüssigstickstofftanks übliche Systeme, insbesondere für die Lagerung biologischer Proben. Hier müssen sog. kryogene Etiketten, die sehr tiefen Temperaturen standhalten, verwendet werden. Bei Verwendung eines Thermotransferdruckers werden diese im Laufe der Zeit nicht unleserlich. Barcodes sind ein guter Weg, um den Probenbestand zu verwalten, insbesondere für Fläschchen und Röhrchen, die in flüssigem Stickstoff gelagert werden.

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Lagerung im Gefrierschrank

Standard-Gefriergeräte (bis – 20 °C oder – 80 °C) werden zur Lagerung von biochemischen Reagenzien und Proben eingesetzt, die bei höheren Temperaturen nicht stabil sind. In den meisten Laboren, insbesondere solchen mit begrenztem Platz, sind sie in Form von Kühl-/Gefrierkombinationen zu finden. Diese Gefriergeräte werden normalerweise für eine kurzfristigere Lagerung von routinemäßig verwendeten Proben oder Reagenzien verwendet, die für ein bevorstehendes Experiment benötigt werden. Dies schließt Aliquots von Peptiden, Antikörpern, DNA und RNA ein, die für tägliche Reaktionen verwendet werden, sowie Gewebe, die vor dem Einfrieren in den geeigneten Stabilisierungslösungen suspendiert wurden. Für eine längere Lagerung sind oft jedoch Gefrierschränke mit äußerst niedriger Temperatur erforderlich: Tieftemperaturgefrierschränke eignen sich für die Langzeitlagerung von biologischem Material, weil dadurch der Abbau von Proteinen, Nukleinsäuren und größeren Molekülen verhindert wird. Da sie für die Langzeitlagerung vorgesehen sind, sind Frost-Tau-Zyklen zu vermeiden, die auch zum Abbau von Protein und DNA führen können. Material, das routinemäßig verwendet wird, sollte aliquotiert und in Standard-Gefriergeräten aufbewahrt werden.

Ein Metallgestell mit Proben wird aus einem Tank mit flüssigem Stickstoff entnommen. © GA International

Da es häufig notwendig ist, eine ständig wachsende Anzahl von Proben zu lagern, haben einige Forschungsinstitute „Tiefkühlfarmen” eingerichtet. Dies sind ganze Räume, die ausschließlich der Gefrierlagerung gewidmet sind. Die Gefrierschränke werden normalerweise an ein Alarmsystem angeschlossen, um das Laborpersonal im Falle eines Fehlers zu benachrichtigen. Einige sind mit einem Flüssigstickstofftank ausgestattet, um die Temperatur im Falle eines Stromausfalls aufrechtzuerhalten. Da es wichtig ist, auch in solchen Tiefkühlsystemen gelagerte Proben schnell wiederzufinden, kommt verstärkt spezielles Zubehör und eine entsprechende Software zum Einsatz: Mit einem Labor-Informations- und Management-System (LIMS) kann der Probenbestand verwaltet werden, einschließlich der genauen Position bis hin zu Rack, Box, Spalte und Zeile. Gefriergeräte können auch verwendet werden, um Zellen langsam einzufrieren, bevor sie in flüssigem Stickstoff gelagert werden. Hier kann ein im Handel erhältlicher Behälter (z. B. Mr. Frosty) genutzt werden, der mit Alkohol gefüllt ist. Dadurch wird eine Gefrierrate von etwa 1 °C pro Minute erreicht.

Lagerung in flüssigem Stickstoff

Die Lagerung in flüssigem Stickstoff (bei – 196 °C) gilt als Goldstandard für die kryogene Langzeitlagerung biologischer Proben. Flüssiger Stickstoff wird auch zum Einfrieren von Proben verwendet, da dies eine gute Möglichkeit ist, Reaktionen auszusetzen und den Abbau empfindlicher Proben zu verhindern.

Flüssiger Stickstoff wird am häufigsten verwendet, um Zellen und Kulturen in Dewar-Tanks zu lagern. Diese Tanks eignen sich hervorragend zur Aufbewahrung einer großen Anzahl von Röhrchen, die pro Zelllinie erforderlich sind und für die mehrere Aliquots zu unterschiedlichen Zeitpunkten eingefroren werden müssen. Die Wahl der Lagertemperatur für biologische Materialien ist entscheidend für die Integrität der Proben. Parallel zu den Lagerbedingungen sollte jedoch auch die verwendete Identifikationsmethode berücksichtigt werden, da diese auch mit der Lagertemperatur variiert. Etiketten, die für die Lagerung bei Raumtemperatur und im Kühlschrank ausgelegt sind, halten der Lagerung bei kryogenen Temperaturen nicht stand, während kryogene Etiketten für eine Lagerung bei Raumtemperatur nicht erforderlich sind.

Arbeitsabläufe überwachen

Wenn alle Proben und Reagenzien ordnungsgemäß gelagert sind, ist es erforderlich, diese nachzuverfolgen – für anstehende Bestellungen oder die Vorbereitung von Experimenten. Die Implementierung eines LIMS ist der einfachste Weg, um das Inventar zu verfolgen und die Rückverfolgbarkeit der Proben zu verbessern und damit gleichzeitig die Gesamteffizienz des Labors zu verbessern. Während sich die Probe durch den Prozess des jeweiligen Labors „bewegt“, speichert das LIMS, welcher Benutzer auf die Probe zugegriffen hat, wo sich die Probe in diesem Prozess befindet, und erleichtert die Planung weiterer Prozesse.

Durch das Erstellen detaillierter und genauer Probendatensätze durch Scannen von Barcodes oder RFID-Etiketten (Radio-Frequency Identification) und die Verfolgung der gesamten Prozesskette wird das Risiko von Verwechslungen oder Probenverlust verringert. Durch das Einscannen der Probe in das System kann eine Vielzahl an Informationen aufgezeichnet werden: den Ort der Probe, von wo sie entnommen wurde, alle klinischen oder phänotypischen Informationen, das Analysestadium, welcher Wissenschaftler derzeit damit arbeitet, die erforderlichen Lagerbedingungen sowie die exakte Position, bis hin zum jeweilige Gefrierfach, Rack, Box, Reihe und Spalte. Darüber hinaus können diese Informationen automatisiert werden, um Zeit für mühsame Verwaltungsaufgaben zu sparen. Mit modernen LIM-Systemen können auch andere Laborgeräte und -anwendungen verwaltet werden, was die Bestandsverwaltung erleichtert.

Zusammenfassung

Eine genaue Bestandsverwaltung und geeignete Materialien für die Kennzeichnung wie z. B. widerstandsfähige Etiketten sind wesentlich, um Proben zu identifizieren, Arbeitsabläufe zu überwachen und eine funktionstüchtige Laborinfrastruktur aufrechtzuerhalten. Ohne eine ordnungsgemäße Bestandsverwaltung kann selbst die Ausführung grundlegender Aufgaben von Anfang an fehlschlagen, z. B. wenn dem Labormitarbeiter nicht bekannt ist, dass die erforderlichen Komponenten nicht vorhanden sind. Möglicherweise sind die meisten Reagenzien vorhanden, aber sobald das Experiment begonnen hat, wird jede fehlende Komponente den Rest des Verfahrens aufhalten. Es darf auch nicht zur Verwechslung oder zum Verlust von Proben kommen. Wenn Proben, Reagenzien und Chemikalien korrekt gelagert werden, alles sauber aufgezeichnet wird und sichergestellt wird, dass alle Utensilien und Geräte in gutem Zustand sind, kann ein Labor effizient laufen und Fehler können vermieden werden.

AUTOR
George Vaniotis, PhD
GA International Inc., Laval, Quebec, Canada
Bereich LabTAG
Tel.: 0031 (0) 73-7370185
sales@ga-international.com
www.labtag.com

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