Die Kunst des richtigen Pipettierens

Der Gebrauch von Pipetten gehört für Wissenschaftler in Laboren weltweit zum Alltag. Pipettiertechniken werden dabei meist von alteingesessenen Kollegen an Neuankömmlinge weitergegeben. Dabei können Unterschiede in der Pipettiertechnik die Reproduzierbarkeit wissenschaftlicher Erkenntnisse erheblich beeinflussen. Eine fachgerechte Einweisung in die korrekte Handhabung und Nutzung von Pipetten für verschiedene Methoden sollte deshalb ein wesentlicher Bestandteil jeder Laborausbildung sein. Doch auch „alte Laborhasen“ profitieren nachweislich von einer Unterweisung in die optimale Pipettiertechnik, dem Herzstück der täglichen Laborarbeit, da selbst kleinste Anwendungsfehler die Genauigkeit und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse nachhaltig beeinträchtigen können.

Doch nicht nur eine einwandfreie Pipettiertechnik ist für die Arbeit im Labor entscheidend, es kommt auch auf die richtigen Werkzeuge sowie auf die Qualität und Häufigkeit ihrer Wartung und Kalibrierung an. Zu diesem Ergebnis kommt auch Dr. Nicole Kühl, Inhaberin von InCelligence, einem unabhängigen Life-Science-Trainingsportal. Getrieben von dem Wunsch, den Dingen auf den Grund zu gehen, etwas zu bewirken und Menschen zu helfen, gründete die gelernte Wissenschaftlerin 2012 die Informations- und Trainingsplattform InCelligence. Gemeinsam mit ihrem Team aus Zell- und Molekularbiologen, BTAs, MTAs und Pharmazeuten arbeitet sie seitdem unermüdlich daran, Wissenswertes zu Labormethoden und -werkzeugen, Zellkultur, Qualitätsmanagement (GMP), PCR/RT-PCR, Sequenzierung, NGS, Proteinanalyse, ELISA und vielem mehr zusammenzustellen und über ihre Informationsplattform sowie spezielle Trainingskurse zu vermitteln. Dazu gehört auch der unabhängige Vergleich von Produkten wie Pipetten , Pipettenspitzen , Inkubatoren , Mikroskopen oder Zellkultur-Verbrauchsmaterialien. Umfangreiche Unterstützung beim Trouble-Shooting und der Standardisierung über SOPs sowie Consulting und Beratung zur Etablierung von Bioassays und zu Prüfungen im regulierten Umfeld runden das Profil von InCelligence ab.

„Wir sprechen die Sprache der Wissenschaftler und Laboranten“
Ihr vielfältiges, auf Wunsch auch speziell auf Kundenanforderungen zugeschnittenes Kursangebot, bei dem Labormitarbeitende vom Anfänger bis zum Profi von Fachexperten in Theorie und Praxis geschult werden, bietet sie dabei bevorzugt in Präsenz direkt beim Kunden oder an verschiedenen, über ganz Deutschland verteilten Trainingsorten an. Ihre Kunden kommen hauptsächlich aus dem Pharmabereich, etwa 10 % aus der Universitäts- und Hochschulforschung. Erstaunlicherweise sind es dabei zumeist erfahrene Forschende mit 10 bis 20 Jahren Berufserfahrung, die in ihren Kursen auf bestimmte Methoden geschult werden. Einzige Ausnahme: die Zellkulturproduktion. Dort nehmen aufgrund der häufigeren Mitarbeiterwechsel oft auch sehr junge Menschen an ihren Kursen teil. Sie selbst schult die Zellkulturkurse, insbesondere die Bereiche Aseptik und Hygiene, sowie den Bioassay-Kurs, der auch ganz grundlegende Themen wie die richtige Pipettenwahl und Pipettiertechnik abdeckt. In den oft angefragten Bereichen Optimierung und Troubleshooting von analytischen Methoden wie PCR, q-PCR, Sequenzierung, NGS sowie ELISA-Entwicklung und seit 2020 natürlich auch Coronatestkursen kommen langjährige Spezialisten auf diesen Gebieten zum Einsatz.

Das Wichtigste: Pipetten und Pipettenspitzen aus einer Hand!
Die Wahl der richtigen Pipetten ist ein besonderes Steckenpferd von Nicole Kühl, was sie auf die Anfänge ihrer Consulting-Tätigkeit zum Thema zellbasierte Assays bei einigen Pharmaunternehmen zurückführt, aus der letztendlich auch ihr heute so beliebter Bioassay-Kurs hervorging. Diese Einsätze boten ihren eigenen Worten zufolge „ein ganz besonders erstaunliches Beispiel“ dafür, welche Auswirkungen es haben kann, wenn grundlegende Dinge wie das Pipettieren nicht überprüft werden und somit zum Scheitern des gesamten Experiments führen – und sie waren beileibe kein Einzelfall. Auch die Qualität der Instrumente spielt bei der Laborarbeit eine nicht zu unterschätzende Rolle. Frau Dr. Kühl schwört hier auf Qualitätsartikel „Made in Germany“ wie die Pipetten und Pipettenspitzen von Eppendorf, die sich schon bei vielen ihrer Kunden als echte Retter in der Not erwiesen haben. Das gilt ganz besonders für die Wahl der passenden Pipettenspitzen. Viele Unternehmen greifen bei cell-based Assays aus Kostengründen häufig auf billigere Artikel zurück. Doch gerade bei Pipetten und Pipettenspitzen handelt es sich um ein homogenes System, das immer aus der Hand eines einzigen Anbieters stammen sollte, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Etwas, das Frau Dr. Kühl bei ihren Kursen und Consultings immer wieder bestätigt sieht.

„Mit deutscher Qualitätsware lassen sich viele Probleme lösen!“
Doch auch der richtigen Pipettiertechnik kommt ihren Worten zufolge eine nicht zu unterschätzende Bedeutung zu. Dr. Kühl schätzt, dass qualitativ minderwertige Produkte zu etwa 30 % für fehlerhafte Ergebnisse verantwortlich sind, die falsche Technik oder Anwendungsfehler aufseiten der Mitarbeitenden zu etwa 70 %. Der Grund: Bei der Laborarbeit hat sich im Laufe der Zeit viel verändert. So haben Zellkulturen in den letzten Jahren immer stärker Einzug in die Pharmaindustrie und insbesondere die Medikamentenherstellung und die GMP-Prüfung gehalten. Auch Bioassays, 3-D-Modelle und Tissue Engineering gewinnen in Industrie- und Testlaboren zunehmend an Bedeutung und Zellkulturen entwickeln sich zu einem immer wichtigeren Testsystem für die Wirksamkeit, den Gehalt und die Toxizität von Wirkstoffen und Medikamenten.

Das Problem: Viele Unternehmen und ihre Mitarbeitenden haben jahrelang mit ELISA gearbeitet und vergessen dadurch oft, dass Zellkulturen anders pipettiert werden müssen als beispielsweise Chemikalien. Das bedeutet zwar nicht, dass ihre Herangehensweise grundlegend falsch ist, doch die Anpassung bestehender Protokolle und Methoden kann die Ergebnisse zumeist erheblich verbessern, verlässlicher oder reproduzierbarer machen, so dass gerade Kurse im Bereich Zellkultur und Zellanalysen auch speziell für die „alten Hasen“ im Pharmabereich einen Mehrwert bieten. Denn gerade sie haben sich über die Jahre manchmal suboptimale Routinen und Techniken antrainiert oder sich auf eine Lieblingspipette eingeschossen, die nicht für jede Anwendung gleichermaßen geeignet ist. Viele Kunden sind überrascht, wenn sie erkennen, welchen Mehrwert elektronische Pipetten oder Mehrfach-Dispenser in der Zellkultur liefern können.

Auf die Basics kommt es an
Viele ihrer Kurse befassen sich demzufolge auch erst einmal mit den Grundlagen und zeigen am Beispiel von Versuchsreihen großes und einfaches Optimierungspotential durch das Ausmerzen typischer Anwenderfehler auf, bevor im nächsten Schritt spezielle Fragen geklärt oder Hilfestellungen zu bestimmten Workflows gegeben werden. Das ist wichtig, denn gerade die praktischen Versuchsreihen der Kursteilnehmer produzieren oftmals ganz erstaunliche Ergebnisse. So ist eine zentrale Erkenntnis für viele Teilnehmer, dass es beim Pipettieren für qPCR, ELISA oder Bioassays zur Gewährleistung der Reproduzierbarkeit und der Vermeidung von Kreuzkontaminationen zum einen natürlich auf die Qualität des Pipettier-Systems (Pipette und Spitze) ankommt, aber eben auch zum Großteil auf die Technik des jeweiligen Anwenders. „Die meisten Anwender sind immer wieder erstaunt, was für einen Unterschied es ausmacht, welche Art von Pipette oder Dispenser sie nutzen, wie und wann sie die Probe mischen, in welchem Winkel und wie tief sie die Pipettenspitze eintauchen und ob sie die Spitze eines No-Name-Anbieters verwenden – oder eben eines Qualitätsanbieters wie Eppendorf. Die Abweichung kann hier schnell über 15 % betragen. Gerade bei komplexen Assays sind es oft die kleinen Dinge, über die wir nicht nachdenken“, so Dr. Kühl.

Qualität zahlt sich aus, auch bei den Consumables
Sieht man sich den Herstellungsprozess der Pipettenspitzen von Eppendorf einmal genauer an, wird sehr schnell deutlich, warum das so ist. „Vor ein paar Jahren durfte ich einen Blick in die Produktionshallen von Eppendorf am Standort Oldenburg in Holstein werfen. Das war wirklich unglaublich faszinierend“, so Nicole Kühl. „Dort durfte ich dann auch miterleben, wie die Qualitätskontrolle der Pipettenspitzen abläuft. Jede einzelne Spitze wird mithilfe eines Roboterarms fotografiert, um zu überprüfen, ob die Spitze den hohen Anforderungen gerecht wird. Ist das nicht der Fall, wird die fehlerhafte Spitze herausgenommen und durch eine andere Spitze ersetzt.“

Eine Kundenerfolgsstory ist Nicole Kühl dabei besonders im Gedächtnis geblieben: „Es ging um ein Consulting in der pharmazeutischen Qualitätskontrolle eines großen Pharmaunternehmens, konkret um das Aufsetzen eines Bioassays für die Freigabeprüfung eines Medikaments. Die Labormitarbeiter waren ausgesprochen erfahren, hatten vorher jahrelang ELISA gemacht. Als sie dann ihren ersten zellbasierten Assay aufsetzen sollten, kam es immer wieder zu Fehlern. Letztendlich fanden wir heraus, dass sie nicht nur das falsche Plastik verwendet, sondern auch auf ELISA optimierte Pipettiertechnik angewandt hatten. Mit diesem Wissen ausgestattet, ließen sich die Fehlerquellen umgehend beseitigen und der Assay letztendlich erfolgreich durchführen.“

Und wie ist es um Ihr Wissen zur Auswahl der richtigen Pipettierlösung und Ihre Pipettiertechnik bestellt? Stehen Sie gerade erst am Anfang oder sind Sie bereits ein echter Pipettierprofi?

Finden Sie es heraus, mit unserem Selection Chart oder werfen Sie einen Blick auf unsere How-to-Videos und Pipettiertipps im Eppendorf YouTube-Kanal . Damit werden auch Sie im Handumdrehen ein echter Meister des Pipettierens!