Im Gleichschritt marsch!
Produktübersicht: Pipettierroboter

Pipettierroboter

Pipettieren Sie eigentlich noch selbst oder haben Sie auch schon einen willigen Helfer dafür angeschafft? Nein, keinen Diplomanden oder Doktoranden - einen Pipettierroboter!

Letztere etablieren sich immer mehr auch in molekularbiologischen Forschungslaboren. Zumal verstärkt Geräte auf den Markt kommen, die selbst für Arbeitsgruppen mit kleinem Budget erschwinglich sind. Marc Feiglin, Life Science Entwicklungsleiter bei dem Schweizer Roboterhersteller Tecan, schätzte in einem kürzlich erschienen Artikel des Online Portals "Biocompare", dass bereits ein Drittel der derzeit ausgelieferten Pipettierroboter in der Genomforschung eingesetzt werden.

In den Laboren von Molekularbiologen sind nicht so sehr die riesigen Pipettier-Boliden gefragt, die in den Forschungszentren großer Pharmafirmen, zu Dutzenden in Reih und Glied in Roboterstraßen stehen und die "Drecksarbeit" beim Wirkstoffscreening übernehmen. Genom- und Proteomiker brauchen kleine, flexible Pipettierroboter und Liquidhandler, die lästige manuelle Pipettierschritte abnehmen und dabei virtuos mit Hunderten von Proben gleichzeitig hantieren.

Expressions-Roboter

So setzt zum Beispiel Ulrike Korfs Gruppe am DKFZ-Heidelberg einen Pipetierroboter ein, um die einzelnen Schritte bei der Proteinexpression im Hochdurchsatz so weit als möglich zu automatisieren. Offensichtlich mit großem Erfolg. In einem im Januar in der Zeitschrift Proteome Science (2008, 6, 1-10) erschienen Paper stellt die Gruppe ein Protokoll für die automatisierte Proteinexpression in E. coli-Zellen vor. Fast alle 13 nötigen Arbeitschritte - von der Gateway Klonierung, Transformation, Plasmidpräparation und dem Restriktionsverdau bis hin zur Lyse der Zellen und Ernte der exprimierten Proteine - führt ein Pipettieroboter selbständig aus oder delegiert sie an Peripheriegeräte. Lediglich bei Induktion, Zellernte und PAGE-Analyse der exprimierten Proteine müssen Korfs Mitarbeiter noch selbst Hand anlegen und die Klone pickt nicht der Pipettieroboter sondern ein Kolonie-Picker.

Do-it-Yourself Roboter

Die Heidelberger verwenden einen handelsüblichen Standard-Pipettierroboter, dem sie die jeweiligen zu verrichtenden Arbeitsschritte mit der mitgelieferten Software eintrichtern. Technisch Versierte können sich aber auch ihren eigenen Pipettierroboter bauen. Die dazu nötigen Komponenten wie Pipettierköpfe, Dosierpumpen oder Roboterarme sind meist auch als Einzelteile erhältlich. Wenn man dann noch einen Ingenieur in der Institutswerkstatt um Rat fragen kann, stehen die Chancen nicht schlecht, den eigenen Pipettierroboter zum Laufen zu bringen.

Er muss ja nicht gleich so perfekt sein wie der Plasmid-DNA-Isolationsroboter, den der Roboterspezialist und Leiter der Technologieentwicklungsabteilung am Max-Plank-Institut für Biochemie in Martinsried Volker Kachel zusammen mit Georg Sindelar und Stefan Grimm vom Imperial College in London konstruiert hat. (BMC Biotechnology, 2006, 6:9).

Das Herzstück ihrer Plasmid-Präp-Maschine ist ein Pipettierroboter mit einem selbstentwickelten Pipettierkopf, der nach der Fällung der lysierten E. coli Zellen die Überstände sauber abhebt. Hört sich simpel an, ist aber technisch gar nicht so einfach zu realisieren. Im Grunde führt die Plattform, in die auch eine Zentrifuge integriert ist, die klassischen Arbeitsschritte der alkalischen Plasmid-Präparation durch, die die meisten TA's im Schlaf herunter pipettiern können. Nur sind letztere nicht ganz so flott wie Kachels Roboter. Bestückt mit 96-well Platten schafft dieser in 12 Stunden 1600 Plasmidpräparationen.

Nanotropfen

Pipettierroboter werden nicht nur immer schneller, 96-well Mikrotiterplatten sind schon beinahe antiquiert, sie pipettieren oder dispensieren auch immer kleinere Flüssigkeitsmengen mit hoher Präzision. Häufig lassen sie sich mit verschiedenen Pipettierköpfen bestücken, mit denen man Volumina im unteren zweistelligen Nanobereich pipettieren kann. Für kontaktlos arbeitende Dispenser sind auch noch kleinere Flüssigkeitsmengen kein Problem. So liegt zum Beispiel die Untergrenze bei dem Nanodosiersystem "BioSpot" der Firma Fluidix, mit dem man Arrays und Biochips bedrucken kann, bei gerade einmal fünf Nanolitern. Mit entsprechenden Modulen ausgerüstet kann man mit dem Gerät aber auch größere Volumen im Mikroliterbereich pipettieren.

Noch etwas fällt bei der Durchsicht der Werbeblätter auf: Viele Firmen versuchen mit möglichst flexiblen Pipettierobotern zu punkten. An manchen Geräten kann man munter "herumschrauben" um sie nach den eigenen Wünschen einzurichten oder sie lassen sich per Knopfdruck oder Computer auf verschiedene Modi einstellen. So kann man bei einigen zum Beispiel von einem Pipettierkopf mit Wegwerfspitzen auf einen mit waschbaren Edelstahlnadeln umstellen. Auch die Zahl der Spitzen oder die Größe der verwendeten Mikrotiterplatten, 96, 384 oder gar 1536, lassen sich bei den meisten Geräten an die Bedürfnisse des Nutzers anpassen.

(Erstveröffentlichung: H. Zähringer, Laborjournal 9/2008, Stand: August 2008, alle Angaben ohne Gewähr)

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Letzte Änderungen: 17.10.2008

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