Ready, set, pipette!

Ready, set, pipette!

Wegen einer Grippeepidemie stellt die Welt der Wissenschaft von Reagenzgefäßen auf Mikrotestplatten um, was wiederum das Zeitalter der Mehrkanalpipette und der erhöhten Effizienz einläutet.

In den ‘80er und ‘90er Jahren entwickelt sich die wissenschaftliche Forschung immer schneller weiter, wodurch sich Wissenschaftler mit neuen Anforderungen konfrontiert sehen. Eppendorf hält mit dieser Entwicklung Schritt und bleibt Vorreiter bei den Innovationen. Die millionste Pipette wird 1981 verkauft. Diese Zeit ist aber auch von reduzierten Assay-Volumina und steigenden Probendurchsätzen geprägt, was neue Entwicklungen im Liquid Handling erforderlich macht.

Die millionste Eppendorf-Pipette: eine spezielle Ausgabe der Varipette® 4700.

Wie gewohnt nimmt Eppendorf die Herausforderung unverzüglich an und erweitert sein Portfolio, um schnelles, präzises Dispensieren von Assay-Reagenzien und Verbindungen zu ermöglichen und gleichzeitig die Bedienerfreundlichkeit auch bei höherer Arbeitslast aufrechtzuerhalten. So kam 1994 die äußerst erfolgreiche Eppendorf-Pipette Reference® 4910 auf den Markt, die Eppendorfs hohe Standards nochmal neu definiert. Diese Pipette war nicht nur die erste vollständig autoklavierbare Pipette der Welt, sondern brachte durch ihr einzigartiges Design und ihre innovative Technologie auch unschlagbare Präzision und Genauigkeit mit geringen Ausfallraten und hoher Robustheit zusammen. Aber was passiert, wenn die Technologie sich weiterentwickelt und die Einkanalpipette nicht mehr das optimale Werkzeug ist?

Die erste vollständig autoklavierbare Pipette: Eppendorf Reference® 4910 in verschiedenen Volumenvarianten.


Von der Grippe inspiriert

Anfang der 1950er Jahre kam es durch eine Grippeepidemie in Ungarn dazu, dass Reagenzgefäße knapp wurden, sodass Wissenschaftler wichtige Virus- und Serumtitrationen nicht mehr durchführen konnten. Um Abhilfe zu schaffen, stellte der ungarische Physiker und Erfinder Dr. Gyula Takátsy von Hand sechs Reihen mit zwölf „Wells“ aus Plexiglas her und produzierte damit die allererste Mikrotestplatte. Damit war es möglich, weiter diagnostische Tests durchzuführen1. Trotz seiner Bemühungen gelang es Takátsy nicht, seine Erfindung zu patentieren: Die ungarischen Behörden erkannten ihre Bedeutung nicht und lehnten das Patent ab. Am anderen Ende der Welt, in Amerika, entwickelte John Liner eine ähnliche Platte mit 96 Wells, deren Produktion er mit sehr viel mehr Erfolg vorantreiben konnte2.

Interessanterweise gewann Takátsys Methode durch ungarische Flüchtlinge 1956 internationale Bekanntheit bei Firmen im Ausland3. Doch während die erste industriell geformte 96-Well-Mikrotestplatte in den USA in den 50er Jahren auf den Markt kam, dauerte es noch bis 1966 bis die Produktion auch in Europa aufgenommen wurde. In den 1990er Jahren waren bereits viele verschiedene Mikrotestplatten erhältlich, die sich durch Well-Anzahl, Form, Größe, Material und Filtertechnologie voneinander unterschieden2. In dieser Zeit stellte sich bei der Probenverarbeitung die Einkanalpipette als die Engstelle heraus, an der schnelles Dispensieren von Assay-Reagenzien und Verbindungen scheiterte.

Evolution bei Eppendorf

Der 1993 auf den Markt gebrachte Eppendorf Titerman 4908 brachte Forschern hierfür eine Lösung. Mit der Möglichkeit, bis zu 12 Reagenzien gleichzeitig zu dispensieren, stellte die Mehrkanalpipette Titerman von Eppendorf die optimale Ergänzung zur Mikrotestplatte dar. Da mit einer Mehrkanalpipette statt 96 Schritten nur noch acht Schritte erforderlich sind, ermöglicht sie erhebliche Zeitersparnisse und mehr Produktivität im Labor, ohne dass dabei Abstriche bei der Genauigkeit gemacht werden müssen.

Die Mehrkanalpipette Titerman für einen hohen Probendurchsatz. Mit nur einem Handgriff kann sie von einer 8-Kanal- zu einer 12-Kanal-Pipette umgebaut werden.

Durch die Zuwächse in Bereichen wie der Arzneimittelforschung und der Entwicklung von Techniken für serologische Tests, Immunassays, Hochdurchsatz-Screening und PCR wuchs der Einsatzbereich der Mikrotestplatten über die letzten Jahrzehnte stetig. Diese Entwicklung im Blick behaltend, stellte sich Eppendorf immer wieder neu auf die Bedürfnisse von Laborpersonal ein. Mikrotestplatten mit 384 Wells kommen in modernen Labors routinemäßig zum Einsatz, sodass der Ruf nach größeren Mehrkanalpipetten zur Optimierung der Leistung laut wurde. Mit den 16- und 24-Kanalpipetten von Eppendorf können Anwender ganze Spalten oder Reihen in nur einem Schritt verarbeiten.

Während mit den Mehrkanalpipetten die Lösung für effizientes Liquid Handling im Umgang mit Mikrotestplatten gefunden worden war, blieb das Umsetzen von Proben in andere Gefäßformate mit unterschiedlichen Abständen (z. B. von Reaktionsgefäßen in Platten) weiterhin eine Herausforderung. Obwohl dafür natürlich Einkanalpipetten verwendet werden konnten, blieb dieser Vorgang ineffizient, mühsam und fehleranfällig. Haben Sie schon einmal eine 384-Well-Platte mit einer Einkanalpipette befüllt? Mit der Markteinführung der Move It®-Serie im Jahr 2020 wurde genau dieses Problem angegangen. Der Anwender kann hier den Spitzenabstand ganz einfach einstellen, wodurch Workflows, die häufige Wechsel von Gefäßformaten beinhalten, erheblich beschleunigt und vereinfacht werden.

Intelligentes Design für die Wissenschaft

Pipetten waren ursprünglich recht einfache Geräte, aber mit der Zunahme an wissenschaftlichen Methoden wächst auch der Bedarf an Erweiterungen und Entwicklungen. Doch wohin die Entwicklung der Wissenschaft auch gehen mag, Eppendorf hat gezeigt, dass es mit der Zeit geht und immer neue einfache, aber verlässliche Lösungen für die komplexen Herausforderungen des Liquid Handling hervorbringt. Oder um es mit Albert Einstein zu sagen: „Das Maß der Intelligenz ist die Fähigkeit zur Veränderung“.

 

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Referenzen
1. The History Of The Microplate | Microtitrator | Dr. Gyula Takatsy. www.wellplate.com/the-history-of-the-microplate/.
2. History of Microplates – The Plastics Historical Society. plastiquarian.com.
3. E. Farkas. This weeks citation classic 10 garfield.library.upenn.edu/classics1992/A1992JC14700001.pdf (1992).


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