Vorteile elektronischer Pipetten

Brandoch Cook, PhD, ist ein freiberuflicher wissenschaftlicher Autor. Er ist erreichbar unter: [email protected].

Eine Pipette ist ein dünnes Röhrchen zum Übertragen von Flüssigkeiten und seit der Zeit Pasteurs ein unverzichtbares Werkzeug der Wissenschaft. Er und andere Wissenschaftler aus der viktorianischen Zeit verwendeten Glühbirnen, Einlassschläuche und Wattefilter, um die Saugkraft zu verbessern und eine Kontamination zu verhindern. Obwohl ihre volumetrische Konsistenz unzureichend war, führten diese Anpassungen zu einem Fortschritt in der Mikrobiologie und ermöglichten es Forschern, Flüssigkeiten sicher mit den Fingern statt mit dem Mund zu übertragen. Der erste Bericht über eine Infektion erfolgte jedoch gleichzeitig im Jahr 1893, als ein Forscher das Bakterium, das Typhus verursacht, mit der Mundpipette eintrug. Das Opfer war ein Wächter für zukünftige Trends, und in den 1950er Jahren wurden bis zu 40 Prozent der im Labor verursachten Infektionen durch Mundpipettieren verursacht. Eine Studie der US-Armee aus dem Jahr 1966 kam zu dem offensichtlichen Schluss, dass Forscher damit aufhören sollten. Ohne diesen Rat zu beachten, kam es bis in die 1970er Jahre, als Präzisionsmikropipetten weit verbreitet waren, häufig zu bakteriellen und viralen Infektionen, radioaktiven Vergiftungen und Verätzungen.

Die manuelle Kolbenhub-Mikropipette wurde 1961 von Eppendorf eingeführt und stellte im Vergleich zu früheren oralen oder anderen Iterationen, die auf Saug- und Ausstoßkräften beruhten, die für jeden Benutzer einzigartig waren, erhebliche Verbesserungen in der Genauigkeit und Standardisierung dar. Später aktualisierte Gilson die Technologie, um eine einstellbare Lautstärkeregelung zu ermöglichen. Die Einführung von Instrumenten, die auf Mikrolitermengen ausgerichtet sind, trug dazu bei, die biomedizinische Wissenschaft in den Bereich des Kleinsten zu treiben. Es veränderte die Herangehensweise der Forscher an wissenschaftliche Fragen und die Industrie selbst, da sie sich der Produktion von Mikrozentrifugen und graduierten Mikrovolumen-Reagenzgläsern zuwandte. Neuere Fortschritte in der Pipettiertechnologie sind auf einen höheren Durchsatz bei Experimenten zurückzuführen. Der Erfolg des Humangenomprojekts und der Aufstieg von Deep-Sequencing-Plattformen veranlassten Unternehmen wie Eppendorf, mit der Einführung elektronischer Pipetten zu beginnen. Mittlerweile verfügen viele Labore über eine Reihe von Pipettieroptionen, darunter elektronische Repetier- und Mehrkanalpipetten sowie eine vollständige Serie manueller P20-, P200- und P1000-Pipetten für jeden Mitarbeiter.

Die Wahl kann jedoch manchmal ein experimentelles Risiko sein. Es ist frustrierend, einem Schüler beim Pipettieren verschwindend kleiner Volumina zuzusehen, wie er beispielsweise mit einem P2 0,27 Mikroliter eines Enzyms in 10 Prozent Glycerin in ein Reaktionsgefäß gibt. Aufgrund der Fähigkeit des manuellen Kolbens, den Punkt der Messgenauigkeit zu überschreiten, nehmen Menschen außerdem fälschlicherweise Volumina auf, die den kalibrierten Bereich überschreiten. Da manuelle Pipetten besonders anfällig für Hysterese sind, ist die Übertragung scheinbar identischer Volumina auf viele Proben tatsächlich mit erheblichen Fehlern behaftet. Wie kann schließlich jemand über 35 hoffen, genau zu sein, wenn er nicht einmal mehr die kleinen Häkchen zwischen den Mikroliterwerten sehen kann?

Elektronische Pipetten enthalten einen Motor zur präzisen Regulierung der Aufnahme- und Abgaberaten, wodurch Luftblasen und eine Kontamination des Zylinders reduziert werden. Darüber hinaus reduzieren Repetierpipetten Messfehler bei Experimenten mit vielen Proben und Replikaten. Die Druckknopffunktion bietet einen ergonomischen Vorteil, da sie mechanische Abnutzung im Zusammenhang mit kraftabhängigen Aktionen wie dem Abwerfen der Spitze vermeidet und Laborunfälle wie den Pipettendaumen vermeidet. Elektronische Pipetten sind oft programmierbar, ermöglichen die Speicherung und Änderung von Protokollen, sparen den Gesamtverbrauch an Spitzen und sorgen für eine höhere Effizienz beim Versuchsaufbau. Mehrere Anbieter haben die Technologie einen Schritt weitergeführt und vernetzte intelligente Pipettiersysteme entwickelt. Thermo Fisher Scientific bietet E1-Pipetten an, die programmierbar und Bluetooth-fähig sind, allerdings erfordern sie proprietäre ClipTips. Ebenso bietet Gilson die Pipetman M-Serie an, die über Bluetooth mit dem digitalen Tablet Trackman verbunden ist, um komplexe Multiwell-Pipettieraufgaben in Echtzeit zu verfolgen und Daten für die weitere Analyse zu speichern. Obwohl elektronische Pipetten in der Regel zwei- bis dreimal so teuer sind wie manuelle Pipetten, lohnt sich die erhöhte Genauigkeit und damit Effizienz und Zuverlässigkeit der Ergebnisse durchaus.