Začíná nová éra pipetování

Začíná nová éra pipetování

1850-1981: Firma Eppendorf představila a zavedla mikrolitrový systém.

Je to již 60 let, co firma Eppendorf uvedla na světový trh vůbec první pipetu s pístovým zdvihem.Jaký je lepší způsob oslavy, než se ponořit do historických knih a zjistit, kde to všechno začalo?

Těžko se rozhlédnete po jakékoli výzkumné, průmyslové nebo nemocniční laboratoři, aniž byste tam nenašli alespoň jednu z nepřeberného sortimentu pipet.Tyto zdánlivě „nevinné“ nástroje patří ke koloritu téměř každého laboratorního pracovního stolu.Jsou nezbytnou součástí téměř všech laboratorních protokolů a mají zásadní význam v moderních biologických vědách a biotechnologiích.Jejich nezbytnost je ve světě vědy zřejmá, ale kdyby nebylo firmy Eppendorf, která zahájila éru přesného a precizního pipetování, mohli bychom dodnes možná všichni pipetovat ústy?

Nepříjemná pachuť při pipetování ústy

Vydáme-li se na cestu zpět v čase do 18. století, najdeme nejstarší předchůdce moderních pipet; berthollimetry a alkalimetry, vyvinuté francouzským chemikem, farmaceutem a vynálezcem jménem Francois Descroizilles1.Později provedl francouzský chemik a fyzik Joseph-Louis Gay Lussac několik drobných úprav těchto raných designů a vytvořil v roce 18241 termín „pipeta“. Avšak až v padesátých letech dvacátého století se pipety začaly skutečně podobat těm, které známe dnes.

Obecně vzato je za původního architekta mikropipety považován německý lékař Heinrich Schnitger jako člen výzkumného týmu na Institutu fyziologické chemie na univerzitě v Marburgu v roce 1957. Byl totiž značně frustrován řadou nedostatků pramenících z pipetování ústy2, tj. při technice, pomocí níž uživatel nasával ústy kapaliny do tenkých skleněných trubiček. Nejen, že byly tyto pipety běžně čištěny nebezpečnými chemikáliemi, jako je kyselina sírová, ale objevovaly se i zprávy spojující pipetování úst s rizikem požitím nebezpečných látek, včetně např. kultury tyfu3 či dokonce radioaktivního plutonia4.Po jen několikadenní absenci se Schnitger vrátil do laboratoře s nově vyvinutým vlastním nástrojem, kterým byl schopen provádět alikvotování objemů v řádech mikrolitrů.Nový nástroj nazývaný „Marburg pipeta“, sestával z repasované tuberkulinové injekční stříkačky, opatřené pružinou na pístu, umožňující určování objemu a zastavení při pohybu pístu nahoru.Kromě náhrady jehly stříkačky za špičku z polyethylenu upravil Schnitger při vývoji nástroj tak, že kapalinu od pístu stříkačky oddělovala vrstva vzduchu, čímž kapalinu vymezil do špičky z polyethylenu2.

Role Schnitgera v příběhu mikropipety tím však ještě nekončí. Jeho nadřízený na univerzitě v Marburgu si rychle uvědomil význam Schnitgerova vynálezu a následně ho zbavil jeho výzkumných povinností a podporoval ho, aby pokračoval v práci na svých inovacích. Po implementaci druhé koaxiální pružiny – umožňující uživateli vytlačit i poslední kapku kapaliny – spolu s dalšími drobnými úpravami požádal Schnitger o registraci patentu v Německu, a to dne 3. května 1957.Téměř o čtyři roky později, 24. dubna 1961, byla jeho patentová přihláška definitivně vyřízena.Popsal nejen všechny základní rysy moderní pipety, ale také nápady, jak snížit chyby způsobené vlivy okolní teploty i nástin mechaniky potřebné pro pipetování proměnných objemů2.

Heinrich Schnitger požádal o registraci patentu popisujícího „zařízení pro rychlé a přesné pipetování malých objemů kapalin“ – první mikropipetu.
Po uvedení první „Marburg pipety“ na trh v roce 1961 se pipeta s pístovým zdvihem Eppendorf neustále vyvíjí.

Eppendorf připravuje cestu pro moderní manipulaci s kapalinami

Firma Eppendorf byla první, kdo rozpoznal důležitost Schnitgerova vynálezu, a její inženýr, Wilhelm Bergmann, pokračoval v investicích do dalšího vývoje.Mezi Bergmannovy úpravy patřily nové tvary pipet umožňující lepší manipulaci a nahrazení teflonu ve špičkách z polypropylenu (PEP). Tato práce vyvrcholila první komerční pipetou s pístovým zdvihem, kterou uvedla firma Eppendorf na trh v roce 1961. Bergmann hrál klíčovou roli nejen při uvedení pipety se zdvihem pístu na trh, ale je také považován za tvůrce designu první úspěšné jednorázové zkumavky pro manipulaci s objemy v řádech mikrolitrů (tzv. “Eppi®”).

Technický výkres prvních zkumavek Eppendorf® ("Eppi™"). Vývoj vakcín by byl dnes nemyslitelný bez Eppi™ a jejích specifických materiálových vlastností, na jejichž vývoji firma Eppendorf nadále pracuje.
„Mikrolitrový systém“ Eppendorf: holistický přístup stanovil nové standardy v laboratořích po celém světě.

Kromě pipety s pístovým zdvihem, mikrolitrové centrifugy a termomixeru vytvořily tyto jednorázové zkumavky „Mikrolitrový systém“ Eppendorf; revoluční sadu nástrojů použitelnou v mnoha vědních oborech.Je smutné, že se jen několik let poté, co Eppendorf uvedl vynález na trh, Schnitger v roce 1964 utopil v bavorském jezeře2.Jeho odkaz a jeho vášeň k inovacím však nadále žije prostřednictvím firmy Eppendorf.Společnost pokračovala v investování do vývoje pipet s pístovým zdvihem a vyvinula v roce 1976 pipetu Eppendorf Comforpette 4700.Comforpette 4700 byla první pipetou, která měla automatické vyhazování špičky, což eliminovalo potřebu přímého kontaktu ruky s použitou špičkou – zvláště důležitý mechanismus při práci s nebezpečnými kapalinami.

První pipeta s automatickým vyhazováním špičky: Eppendorf Comforpette 4700.

Celosvětové rozšíření používání pipet přineslo s sebou nové výzvy a inspirovalo k vytváření nových designů. Například původní pipeta byla založená na principu vzduchového polštáře, a přestože je pro většinu aplikací vysoce přesná, může být ovlivněna teplotou a atmosférickým tlakem, jakož i viskozitou, těkavostí a povrchovým napětím roztoku.V důsledku toho byly navrženy přístroje s pozitivním vytěsňováním. Na rozdíl od pipet se vzduchovým polštářem nemají přístroje s pozitivním vytěsňováním uvnitř pipety píst.Píst je namísto toho součástí speciálních jednorázových špiček a je tak v přímém kontaktu s kapalinou.

Absence vrstvy vzduchu v pipetách s pozitivním vytěsňováním zajišťuje, že vlastnosti kapaliny nemají vliv na přesnost. Díky tomu jsou tyto pipety perfektní volbou při práci s obtížnými kapalinami. Systém Multipette®/Combitips®, který byl poprvé uveden firmou Eppendorf na trh v roce 1978, funguje na principu pozitivního vytěsňování.It byla vůbec prvním přístrojem, který uživateli umožňoval jednorázově naplnit špičku a dávkovat vícekrát – a zůstává hnacím prvkem pro efektivní manipulaci s kapalinami a základem v mnoha laboratořích pracujících s destičkami nebo sériemi zkumavek.Současné modely Multipette / Repeater jsou nejdůležitějšími přístroji s pozitivním vytěsňováním v portfoliu produktů Eppendorf – zachovávají si veškeré kvality svých předchůdců a kombinují je s nejnovějšími inovacemi v technologii pipetování.

Manuální dávkovač Multipette®/Combitips® a systém špiček se v laboratořích rychle těšil velké oblibě.

Slibná budoucnost

Uplynulo neuvěřitelných 60 let od doby, kdy společnost Eppendorf uvedla na trh vůbec první komerční pipetu s pístovým zdvihem – přístroj, který způsobil zásadní revoluci ve vědě.Tento stěžejní okamžik znamená, že DNA společnosti Eppendorf je zakořeněna v každé, od té doby vyrobené pipetě.Tím však příběh ještě zdaleka nekončí.Neutuchající snaha společnosti Eppendorf poskytovat vždy to nejlepší řešení pro manipulaci s kapalinami umožňuje vytvářet další a další inovativní designy, díky nimž se práce v laboratoři stává efektivnější, bezpečnější a obecně komfortnější!

 

Více informací najdete zde

References
1. Origins of the Pipette: Why Today’s Scientists Don’t Need to Use Their Mouths – The Incubator. http://incubator.rockefeller.edu/origins-of-the-pipette-why-todays-scientists-dont-need-to-use-their-mouths/.
2. Klingenberg, M. When a common problem meets an ingenious mind. EMBO Reports vol. 6 797–800 (2005).
3. Phillips, G. B. & Bailey, S. P. Hazards of Mouth Pipetting * 1190.
4. Lawrence Bartell’s Interview | Manhattan Project Voices. https://www.manhattanprojectvoices.org/oral-histories/lawrence-bartells-interview.


You may also be interested in: 

Připravit, ke startu, pipetovat!

Myslete na své palce: ergonomie pipet

Budoucnost pipet je nyní