{"id":6751,"date":"2021-04-30T13:45:59","date_gmt":"2021-04-30T11:45:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/?p=6751"},"modified":"2024-07-24T15:06:38","modified_gmt":"2024-07-24T13:06:38","slug":"laborautomatisierung-automated-liquid-handling","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/laborautomatisierung-automated-liquid-handling\/","title":{"rendered":"Laborautomatisierung: Automated Liquid\u00a0Handling\u00a0im modernen Labor"},"content":{"rendered":"<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_73 ez-toc-wrap-center counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-white ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Inhaltsverzeichnis<\/p>\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><a href=\"#\" class=\"ez-toc-pull-right ez-toc-btn ez-toc-btn-xs ez-toc-btn-default ez-toc-toggle\" aria-label=\"Toggle Table of Content\"><span class=\"ez-toc-js-icon-con\"><span class=\"\"><span class=\"eztoc-hide\" style=\"display:none;\">Toggle<\/span><span class=\"ez-toc-icon-toggle-span\"><svg style=\"fill: #999;color:#999\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" class=\"list-377408\" width=\"20px\" height=\"20px\" viewBox=\"0 0 24 24\" fill=\"none\"><path d=\"M6 6H4v2h2V6zm14 0H8v2h12V6zM4 11h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2zM4 16h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2z\" fill=\"currentColor\"><\/path><\/svg><svg style=\"fill: #999;color:#999\" class=\"arrow-unsorted-368013\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" width=\"10px\" height=\"10px\" viewBox=\"0 0 24 24\" version=\"1.2\" baseProfile=\"tiny\"><path d=\"M18.2 9.3l-6.2-6.3-6.2 6.3c-.2.2-.3.4-.3.7s.1.5.3.7c.2.2.4.3.7.3h11c.3 0 .5-.1.7-.3.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7zM5.8 14.7l6.2 6.3 6.2-6.3c.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7c-.2-.2-.4-.3-.7-.3h-11c-.3 0-.5.1-.7.3-.2.2-.3.5-.3.7s.1.5.3.7z\"\/><\/svg><\/span><\/span><\/span><\/a><\/span><\/div>\n<nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/laborautomatisierung-automated-liquid-handling\/#Methoden_der_Laborautomatisierung_das_Liquid_Handling\" title=\"Methoden der Laborautomatisierung: das Liquid Handling\">Methoden der Laborautomatisierung: das Liquid Handling<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/laborautomatisierung-automated-liquid-handling\/#Fluessigkeitstransfer_mit_Air-Displacement_Systemen\" title=\"Fl\u00fcssigkeitstransfer mit Air-Displacement Systemen\">Fl\u00fcssigkeitstransfer mit Air-Displacement Systemen<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/laborautomatisierung-automated-liquid-handling\/#Non-Contact-Dispensing_mit_Piezo-_und_Inkjet-Systemen\" title=\"Non-Contact-Dispensing mit Piezo- und Inkjet-Systemen\">Non-Contact-Dispensing mit Piezo- und Inkjet-Systemen<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/laborautomatisierung-automated-liquid-handling\/#Laborautomatisierung_durch_Pipettier-Roboter\" title=\"Laborautomatisierung durch Pipettier-Roboter\">Laborautomatisierung durch Pipettier-Roboter<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Wenn es darum geht, Fl\u00fcssigkeitstransfers von gro\u00dfen Mengen von Proben mit extrem geringen Volumina im Mikro- bis Nanoliter-Bereich durchzuf\u00fchren, ist ein menschlicher Operator oft schnell ebenso \u00fcberfordert wie gelangweilt. In einem modernen Labor kann die Automatisierung von diesen Arbeitsschritten der Synthese und Analytik dabei helfen, den Kopf f\u00fcr das Denken freizuhalten.<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die ersten als Laborautomatisierung bezeichneten Systeme gab es in den 1970er Jahren in der Verfahrenstechnik, um chemische Synthese-Prozesse zu regeln. Die mit einem Computer verbundenen Reaktoren besa\u00dfen Thermostate, Pumpen, Ventile und Ger\u00e4te, um Mischungs-Prozesse zu steuern und Parameter wie pH-Wert und Temperatur zu messen und zu regeln. Automatische Maschinen, die menschliche T\u00e4tigkeiten direkt ersetzen, daher auch als Roboter bezeichnet, kamen Anfang der 1980er in den ersten voll-automatischen <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\">Laborsystemen<\/a> zum Einsatz, um in japanischen Kliniken eine gro\u00dfe Menge von Patienten-Proben zu analysieren<sup>[1]<\/sup>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Seit dem Jahr 2000 erh\u00f6hen die Omics-Revolution und die fortschreitende Quantifizierung und Charakterisierung von biologischen Molek\u00fclen den Bedarf an der Analyse von Gen- und Protein-Proben massiv. Seitdem sind Methoden wie Gen-Sequenzierung, Protein-Strukturanalyse, Proteomik, Microarrays und Hochdurchsatzscreening (engl. High-Throughput-Screening) in den Vordergrund ger\u00fcckt.<\/p>\n<p><center><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/dosierhilfen-und-dosiergeraete\/pipetten-und-zubehoer\/praezisions-pipette-mit-digital-einstellbarem-volumen\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-6761 size-full\" title=\"Pr\u00e4zisions-Pipette mit digital einstellbarem Volumen\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/praezisions-pipette-mit-digital-einstellbarem-volumen.jpg\" alt=\"praezisions-pipette-mit-digital-einstellbarem-volumen-Laborautomatisierung\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/praezisions-pipette-mit-digital-einstellbarem-volumen.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/praezisions-pipette-mit-digital-einstellbarem-volumen-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/dosierhilfen-und-dosiergeraete\/pipetten-und-zubehoer\/rct-zubehoer-fuer-pipetten\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-6762 size-full\" title=\"RCT\u00ae-Zubeh\u00f6r f\u00fcr Pipetten\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/rct-zubehoer-fuer-pipetten.jpg\" alt=\"rct-zubehoer-fuer-pipetten\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/rct-zubehoer-fuer-pipetten.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/rct-zubehoer-fuer-pipetten-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/center><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Oft geht es darum, eine gro\u00dfe Zahl unterschiedlicher Biomolek\u00fcle, wie etwa Nukleins\u00e4uren oder Peptide, sowie niedermolekulare Stoffe mithilfe der kombinatorischen Chemie zu synthetisieren, wozu ebenfalls automatisierte Labortechnik zum Einsatz kommt. Im folgenden Schritt m\u00fcssen diese Molek\u00fcl-Bibliotheken, die Millionen Substanzen enthalten k\u00f6nnen, auf ihren biologischen oder pharmakologischen Effekt untersucht werden, und im High-Throughput-Screening sind daf\u00fcr Laborautomatisierung und Automated Liquid Handling unverzichtbar geworden.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Methoden_der_Laborautomatisierung_das_Liquid_Handling\"><\/span>Methoden der Laborautomatisierung: das Liquid Handling<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Das Automated Liquid Handling umfasst verschiedene Prozesse der Laborautomatisierung, wie das Bef\u00fcllen, Abgeben, Mischen und den Transport von Fl\u00fcssigkeit sowie auch Methoden der Detektion, wobei oft ein Mikrotiterplatten-Format verwendet wird. Da sich Tropfen im Mikro- und Nanoliter-Bereich nur schwer von alleine vom Fl\u00fcssigkeitsfilm abl\u00f6sen, muss bei der Abl\u00f6sung aktiv nachgeholfen werden, wof\u00fcr unterschiedliche Methoden zum Einsatz kommen.<\/p>\n<blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\">Zum einen Air-Displacement-Systeme, Inkjet-Systeme und Pin-Tools, letztere \u00e4hnlich einem Nadeldrucker.<\/p>\n<\/blockquote>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Fluessigkeitstransfer_mit_Air-Displacement_Systemen\"><\/span>Fl\u00fcssigkeitstransfer mit Air-Displacement Systemen<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Von Hand bediente <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/dosierhilfen-und-dosiergeraete\/pipetten-und-zubehoer\">Pipetten<\/a> und <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/spritzen\">Spritzen<\/a> werden schon seit Jahrhunderten in der Chemie, Biologie und Medizin eingesetzt, um Fl\u00fcssigkeiten dosiert und kontrolliert abzugeben. Seit dem Mittelalter gibt es die Spritze (engl. Syringe). Dies ist eine <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/pumpen\">Pumpe<\/a>, bei der die Fl\u00fcssigkeit direkt durch Kolbenhub durch die D\u00fcse eingesaugt und durch Druck wieder abgegeben wird, die also nach dem Direkt-Verdr\u00e4nger-Prinzip arbeitet. Dieses Fl\u00fcssigkeitstransfer-System ist auch f\u00fcr z\u00e4he Fl\u00fcssigkeiten und organische L\u00f6semittel geeignet. In der Laborautomatisierung der chemischen Synthese und Analytik werden daher oft Spritzenpumpen in der Form einer Micro-Syringe f\u00fcr den Mikroliterbereich eingesetzt.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei einer Pipette wird die Fl\u00fcssigkeit durch das Vakuum eines durch Kolbenhub erzeugten Luftpolsters (engl. Air Displacement) angesaugt. Pipetten wurden zuerst im 18. Jahrhundert von Francois Descroizilles (1771 \u2013 1825) beschrieben und erhielten ihren Namen durch den Physiker Joseph-Louis Gay-Lussac (1778 \u2013 1850). Die seit Langem weitverbreiteten Tropf- oder Pasteur-Pipetten, benannt nach dem Chemiker und Mikrobiologen Louis Pasteur (1822 \u2013 1895), sind gezogene Glas- oder Plastikpipetten mit mehreren Millimetern Durchmesser.<\/p>\n<figure id=\"attachment_6757\" aria-describedby=\"caption-attachment-6757\" style=\"width: 350px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-6757\" title=\"Der franz\u00f6sische Chemiker und Physiker Joseph Louis Gay-Lussac (1778 - 1850)\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/Der-franzoesische-Chemiker-und-Physiker-Joseph-Louis-Gay-Lussac-1778-1850.jpg\" alt=\"Der franzoesische Chemiker und Physiker Joseph Louis Gay-Lussac (1778 - 1850)\" width=\"350\" height=\"402\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/Der-franzoesische-Chemiker-und-Physiker-Joseph-Louis-Gay-Lussac-1778-1850.jpg 522w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/Der-franzoesische-Chemiker-und-Physiker-Joseph-Louis-Gay-Lussac-1778-1850-261x300.jpg 261w\" sizes=\"(max-width: 350px) 100vw, 350px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-6757\" class=\"wp-caption-text\">Der franz\u00f6sische Chemiker und Physiker Joseph Louis Gay-Lussac (1778 &#8211; 1850)<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei den fr\u00fchen Pipetten diente meist der Mund des Operators zur Erzeugung des Unterdrucks, aber mit wachsendem Bewusstsein f\u00fcr Arbeitssicherheit setzten sich mechanische und elektrische Pipettierhilfen durch. Da insbesondere die Life Sciences erforderten, geringere Volumina pr\u00e4zise, reproduzierbar und steril zu pipettieren, begannen seit Mitte des 20. Jahrhunderts von Hand bediente Mikroliterpipetten zu dominieren<sup>[2]<\/sup>. Die g\u00e4ngigsten Formen sind die Konstruktionen von Marburg\/Eppendorf\u00ae mit einem festgelegten Volumen, und von Gilson\u00ae mit einem verstellbaren Volumen. Da die meisten Pipetten im modernen Labor-System abwerfbare Einweg-Pipettenspitzen verwenden, kommen sie selbst nicht mehr in direkten Kontakt mit der L\u00f6sung. Dies sch\u00fctzt vor Kreuz-Kontamination, was insbesondere beim Arbeiten mit Nukleins\u00e4uren essentiell ist. Mehrkanalpipetten erlauben Pipettieren von mehreren Proben beziehungsweise Samples in einem Schritt, insbesondere in Kombination mit Mikrotiterplatten, die seit den 1980er Jahren weite Verbreitung finden.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Im automatisierten Labor werden Spritzenpumpen und Pipetten besonders f\u00fcr Arbeits-Volumen im Mikroliter-Bereich und gr\u00f6\u00dfer verwendet, wie zum Beispiel f\u00fcr Wasch-Schritte. Zudem sind sie technisch weniger aufw\u00e4ndig als die Inkjet-Systeme, und mit passendem Pumpen- und <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\">Schlauchsystem<\/a> lassen sie sich auch leichter zu einem selbst konstruierten Automated Liquid Handling System kombinieren.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Non-Contact-Dispensing_mit_Piezo-_und_Inkjet-Systemen\"><\/span>Non-Contact-Dispensing mit Piezo- und Inkjet-Systemen<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Wenn die analysierten Substanzen wertvoll oder rar sind, und damit im st\u00e4rker minaturisierten Ma\u00dfstab gescreent oder gefertigt werden soll, wie etwa bei der Herstellung von Mikroarrays, m\u00fcssen die pipettierbaren Volumina noch kleiner sein, n\u00e4mlich im Nano- bis Picoliter-Bereich. Wenn die pipettierten Volumina extrem klein sind oder extrem viele Proben pipettiert werden m\u00fcssen, ist der Fl\u00fcssigkeitstransfer von Hand fast unm\u00f6glich, daher wird f\u00fcr solche Anwendungen automatisches Liquid Handling eingesetzt.<\/p>\n<p><center><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/dosierhilfen-und-dosiergeraete\/pipettierhilfen\/pipettierball-aus-nr\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-6771 size-full\" title=\"Pipettierball aus NR\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/pipettierball-aus-nr.jpg\" alt=\"pipettierball-aus-nr-Laborautomatisierung\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/pipettierball-aus-nr.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/pipettierball-aus-nr-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/dosierhilfen-und-dosiergeraete\/pipetten-und-zubehoer\/universal-vollpipette-aus-pp\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-6772 size-full\" title=\"Universal-Vollpipette aus PP\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/universal-vollpipette-aus-pp.jpg\" alt=\"universal-vollpipette-aus-pp\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/universal-vollpipette-aus-pp.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/universal-vollpipette-aus-pp-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/center><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei der Non-Contact Dispensing-Method findet der Fl\u00fcssigkeitstransfer ohne Kontakt zwischen Dispenser und Ziel-Beh\u00e4lter statt. Davon sind die meisten Formen Inkjet-Verfahren. Das bedeutet, Tropfen werden wie bei einem Tintenstrahldrucker durch verschiedene Arten von Impulsen aus einer Kapillare ausgesto\u00dfen &#8211; oft werden bei dieser Form des Liquid Handling daf\u00fcr sogar normale Tintenstrahl-Drucker eingesetzt. Beim Solenoid Dispensing wird ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil ge\u00f6ffnet, um die unter Druck stehende Fl\u00fcssigkeit ausstr\u00f6men zu lassen.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Beim Thermal-Inkjet wird ein Teil der Fl\u00fcssigkeit verdampft, dabei bildet sich eine Gasblase, und wenn diese platzt, wird ein Tr\u00f6pfchen ausgestossen. Obwohl daf\u00fcr die Fl\u00fcssigkeit bis zum Sieden erhitzt werden muss, wurde selbst f\u00fcr viele biologische Probemolek\u00fcle ein Verlust der Aktivit\u00e4t nur im Bereich von wenigen Prozent gemessen.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Der Piezoelektrische Inkjet verwendet einen piezoelektrischen Kristall, der beim Anlegen einer Spannung seine Form \u00e4ndert und so die Fl\u00fcssigkeit aus einer Kapillare dr\u00fcckt. Bei der akustischen Droplet Ejection wird Fl\u00fcssigkeit in einem Reservoir zum Schwingen gebracht, sodass sich an einer Stelle ein Tropfen bildet, der schliesslich nach oben hin abgeschossen wird. Je h\u00f6her die akustische Frequenz, desto kleiner der Tropfen.<\/p>\n<p><center><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/dosierhilfen-und-dosiergeraete\/pipettierhilfen\/pipettensauger\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-6777 size-full\" title=\"Pipettensauger\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/pipettensauger.jpg\" alt=\"pipettensauger\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/pipettensauger.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/pipettensauger-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/dosierhilfen-und-dosiergeraete\/pipetten-und-zubehoer\/tropf-pipette-aus-pp\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-6778 size-full\" title=\"Tropf-Pipette aus PP\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/tropf-pipette-aus-pp.jpg\" alt=\"tropf-pipette-aus-pp-Laborautomatisierung\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/tropf-pipette-aus-pp.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/tropf-pipette-aus-pp-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/center><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ein Vorteil der Nano-Dispenser-Methoden ist neben geringem Probenvolumen, dass der Transfer kontaktfrei ist, der Ziel-Beh\u00e4lter und dessen Inhalt also nicht ber\u00fchrt werden, und somit kein Risiko einer Verschleppung der Reagenzien besteht. Die Tropfengr\u00f6\u00dfe der beschriebenen Nanodispensing-Methoden ist klein, aber auch gr\u00f6\u00dfere Volumina k\u00f6nnen transferiert werden, indem Tr\u00f6pfchen wiederholt (bis zu 500 Mal pro Sekunde) ausgesto\u00dfen werden.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Laborautomatisierung_durch_Pipettier-Roboter\"><\/span>Laborautomatisierung durch Pipettier-Roboter<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ein Vorteil von robotischen Workstations ist, dass diese l\u00e4ngere Zeit ohne Erm\u00fcdung akkurat und reproduzierbar arbeiten k\u00f6nnen. Der einfachste Pipettier-Roboter besteht im Wesentlichen aus einer motorisierten Pipette, die eine bestimmte Menge an Fl\u00fcssigkeit einsaugt und ausst\u00f6\u00dft. Bei einem kartesischen Roboter sind die verschiedenen Ger\u00e4te, zum Beispiel der Dispenser, so aufgeh\u00e4ngt, dass sie durch Bewegung in den drei Raum-Achsen Fl\u00fcssigkeitstransfer vom einen zum anderen Ort durchf\u00fchren k\u00f6nnen. Andere Roboter sind in ihrer Beweglichkeit vergleichbar mit einem menschlichen Arm, manche k\u00f6nnen sogar das gleiche Instrumente und Ger\u00e4t benutzen wie ein menschlicher Operator.<\/p>\n<blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\">In modularen Systemen k\u00f6nnen Liquid Handling Roboter mit Ger\u00e4ten wie Zentrifugen, PCR-Maschinen und analytischen Ger\u00e4ten wie Multiwell-Platten-Readern kombiniert werden.<\/p>\n<\/blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\">Dank Liquid Handling k\u00f6nnen so komplexere Arbeitsabl\u00e4ufe ausgef\u00fchrt werden, wie die Manipulation und Mischung der Proben, und der Proben-Transport zu anderen Modulen. Andere Roboter werden speziell f\u00fcr bestimmte Anwendungen konstruiert, beispielsweise f\u00fcr die H\u00e4matologie oder Immunohistochemie in klinischen Labors. Eine spezielle Form der Laborautomatisierung ist das sogenannte <em>Lab on a Chip,<\/em> bei dem verschiedene Funktionen eines Labors durch die Kombination eines mikrofabrizierten elektro-mechanischen Systems mit aktiven Komponenten wie Dosier- und Schlauchsystemen \u00fcbernommen werden.<\/p>\n<figure id=\"attachment_6766\" aria-describedby=\"caption-attachment-6766\" style=\"width: 500px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-6766\" title=\"Labor-Roboter f\u00fcr das Liquid Handling\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/Labor-Roboter-fuer-das-Liquid-Handling.jpg\" alt=\"Labor-Roboter fuer das Liquid Handling Laborautomatisierung\" width=\"500\" height=\"331\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/Labor-Roboter-fuer-das-Liquid-Handling.jpg 600w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/Labor-Roboter-fuer-das-Liquid-Handling-300x199.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/Labor-Roboter-fuer-das-Liquid-Handling-310x205.jpg 310w\" sizes=\"(max-width: 500px) 100vw, 500px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-6766\" class=\"wp-caption-text\">Labor-Roboter f\u00fcr das Liquid Handling<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Schon jetzt gibt im Labor freibewegliche Roboter f\u00fcr das Liquid Handling, die mithilfe von k\u00fcnstlicher Intelligenz Experimente zur Optimierung von chemischen Verfahren nicht nur manuell ausf\u00fchren, sondern auch selbst\u00e4ndig planen und mit auftretenden Problemen, wie etwa verstopften Schl\u00e4uchen und defekten Pipetten, umgehen k\u00f6nnen<sup>[3]<\/sup>. Wenn der Roboter zeitaufw\u00e4ndige Routine- und Optimierungs-Arbeiten auch in der Labor-Organisation \u00fcbernimmt, und die Mensch-Maschine-Schnittstelle gut funktioniert, haben die menschlichen Wissenschaftler dank der Lab on a Chip-Technologie hoffentlich mehr Zeit zum kreativen Denken.<\/p>\n<pre><strong>Quellen:\r\n<\/strong>1) Sasaki M. et al (1998): Total laboratory automation in Japan. Past, present, and the future. https:\/\/europepmc.org\/article\/med\/10023829\r\n2) Kong F. et al. (2012): Automatic Liquid Handling for Life Science: A Critical Review of the Current State of the Art https:\/\/journals.sagepub.com\/doi\/10.1177\/2211068211435302\r\n3) Burger B. et al. (2020): A mobile robotic scientist https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41586-020-2442-2\r\n<\/pre>\n<pre><strong>Bildquellen:<\/strong>\r\nBeitragsbild | \u00a9 warut \u2013 stock.adobe.com\r\nLabor-Roboter f\u00fcr das Liquid Handling | \u00a9 Pzucchel, CC BY-SA 3.0 &lt;https:\/\/creativecommons.org\/licenses\/by-sa\/3.0&gt;, via Wikimedia Commons<\/pre>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Wenn es darum geht, Fl\u00fcssigkeitstransfers von gro\u00dfen Mengen von Proben mit extrem geringen Volumina im Mikro- bis Nanoliter-Bereich durchzuf\u00fchren, ist ein menschlicher Operator oft schnell ebenso \u00fcberfordert wie gelangweilt. In einem modernen Labor kann die Automatisierung von diesen Arbeitsschritten der Synthese und Analytik dabei helfen, den Kopf f\u00fcr das Denken freizuhalten. 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