Eine Einführung in den Tecan Liquid Handler: Automatisieren von wiederholten Pipettentransfers

Problem: Zu viel Pipettieren

Stellen Sie sich vor, Sie arbeiten in einem Biotechnologieunternehmen und Ihr Chef kommt auf Sie zu und sagt: „Ich möchte, dass Sie diese 200 Durchstechflaschen mit verschiedenen Verbindungen einzeln in 200 Vertiefungen einer Mehrfachvertiefungsplatte füllen in den nächsten Stunden mit einer Einkanalpipette. “Sie wären wahrscheinlich nicht sehr glücklich, um es milde auszudrücken. Sie müssen jedes der 200 Wells einzeln nacheinander füllen, um eine Kreuzkontamination zu vermeiden. Was nun, wenn anstelle von jeweils 1 ml das Abgabevolumen durch die Verbindung stark variiert und anstelle einer Platte die Verbindungen willkürlich auf mehrere Platten verteilt werden sollten? Sie werden im Moment ziemlich frustriert über Ihren Chef.

Stellen Sie sich vor, Sie stecken stundenlang fest. Quelle: https://solutions.pipette.com/category/pipettes/

Lösung: Liquid Handling

Hier kommen Geräte wie Tecan-Liquid-Handler zum Einsatz. Tecan-Liquid-Handler sind seit den 1980er-Jahren im Einsatz und gehören zu den wichtigsten Liquid-Handlern, die in der Automatisierungsbranche zum Einsatz kommen. Sie sind recht einfach zu bedienen und ermöglichen das Absaugen / Abgeben in großem Maßstab ohne großen Stress (sofern sie natürlich reibungslos funktionieren!).

Ein Tecan Liquid Handler in seiner ganzen Pracht. Das Oberteil ist der bewegliche Liquid Handler Arm. Quelle: https://www.biocompare.com/9991-Automated-MultiPurpose-Workstations/237026-Freedom-EVOreg-Clinical/

Wie funktioniert es

So funktioniert ein Tecan-Handler auf einer grundlegenden Ebene: Er verfügt über einen beweglichen Flüssigkeitshandlerarm mit mehreren daran angebrachten Dosierspitzen. Die Gelenke am Arm können bewegt werden, so dass die Spitzen gleichzeitig verschiedene Verbindungen aufnehmen können. Die Spitzen saugen die benötigten Verbindungen auf, geben sie auf ein Ziel wie eine Testplatte ab (und das Gerät macht dabei ein wirklich zufriedenstellendes surrendes Geräusch), und dann werden die Spitzen nach jeder Ausgabe automatisch mit einer Art Reinigungslösungsmittel gereinigt. Dieser letzte Schritt beseitigt dankenswerterweise die Kopfschmerzen beim Wechseln der Spitzen nach jeder Ausgabe (die Spitzen sind immer noch austauschbar, falls sie verstopft / gebrochen werden usw.). Der Tecan überträgt nicht nur Verbindungen von einem Fläschchen / Röhrchen auf eine Platte. Es kann auch eine Übertragung von Platte zu Fläschchen, eine Übertragung von Fläschchen zu Fläschchen, eine Übertragung von Platte zu Platte und sogar gleichzeitige Übertragungen durchführen. Dieses Gerät enthält auch einen Barcodescanner auf der Rückseite, mit dem die tatsächlich übertragenen Verbindungen nachverfolgt werden können (die Fläschchen / Röhrchen sind normalerweise mit verbindungsspezifischen Barcodes gekennzeichnet). Oben befindet sich eine grüne LED, die bei ordnungsgemäßer Funktionsweise rot leuchtet, wenn ein Fehler, ein falsch gelesener Barcode oder ein anderes Problem vorliegt.

Die Tecan-Dosierspitzen sind das Herzstück des Liquid Handlers. [Quelle: https://www.thelabworldgroup.com/tecan-freedom-evo]

Bedienung: Wie man es benutzt

Hier ist eine sehr grundlegende Übersicht über die Bedienung des Tecan. Freedom Evoware ist eine Software, die von der Firma Tecan selbst entwickelt wurde. Diese Software ist ziemlich einfach zu navigieren und zu bedienen, aber es braucht Zeit, um sie zu beherrschen. Es gibt eine Menge, die damit getan werden kann, aber ich werde mich vorerst nur an die Grundlagen halten. Ich habe unten einen Screenshot der Software gepostet. Auf der linken Seite befindet sich eine Steuerleiste, in der Sie einige voreingestellte Programme und viele Optionen finden, einschließlich der Arten von Trägern, die von und zu übertragen sind, die Planung des Programms, Tipps zum Reinigen und vieles mehr. Es gibt einen Skripteditor, in dem Sie Ihr Programm schreiben können, das wie eine sehr vereinfachte Programmiersprache funktioniert. Sie können beispielsweise für Schleifen schreiben, Kommentare schreiben und Variablen festlegen. Unten können Sie auswählen, wo Ihre Träger auf dem Tecan-Arbeitstisch platziert werden sollen. Sie können wählen, woher Ihre Ausgangsverbindungen kommen sollen und wo sie enden sollen. Sie können viele Skripte speichern und planen, um sie nach Belieben auszuführen.

Ein Screenshot des Hauptbildschirms von Freedom Evoware. Quelle: https://lifesciences.tecan.com/software-freedom-evoware

Ist es aber schnell?

Bei der Tecan ist zu beachten, dass sie nicht besonders schnell ist. Die Geschwindigkeit hängt wahrscheinlich vom Modell und dem Alter der Maschine ab, aber ich habe bemerkt, dass es ungefähr 3-4 Stunden dauert, die Verbindung von 384 Fläschchen in 768 Röhrchen zu übertragen (jede Verbindung ist in 2 Röhrchen aufgeteilt). Ein erfahrener Laborveteran könnte den Tecan wahrscheinlich zeitlich schlagen, wenn beide hunderte Male Verbindungen von einer Quelle zum Ziel abgeben müssten. Wie bei jeder guten Automatisierung geht es beim Tecan jedoch nicht unbedingt um Geschwindigkeit, sondern um Komfort. Sobald Sie den Tecan eingerichtet und ausgeführt haben, können Sie im Labor alles tun, was Sie benötigen, anstatt sich für mehrere Stunden auf eine sich wiederholende Aufgabe zu konzentrieren, bei der Sie leicht Fehler machen könnten (und sogar ein kleiner Fehler könnte dazu führen) großes Problem, wenn es um Assay-Platten geht). Der Tecan ist zwar nicht schnell, aber genau und liefert Ihnen das gewünschte Ergebnis, solange Sie ihn richtig bedienen, ohne all die Kopfschmerzen, die mit der manuellen Ausführung der Techniken verbunden wären. Wenn Sie jedoch in geringem Umfang arbeiten und nur wenige Transfers durchführen (z. B. 5 oder weniger), lohnt sich der Tecan möglicherweise nicht, da die Einrichtung und Inbetriebnahme länger dauert als bei Ihnen Manuelles Dispensieren der Verbindungen mit einer Pipette.

Bloggen über den Tecan

Der Tecan ist wirklich wie eine Zwiebel. Ok, das ist also nicht die beredteste Analogie, aber es ist auch nicht ungenau. Es hat viele Schichten. Auf dieser einen Plattform kann so viel getan werden, und ich glaube nicht, dass ich die Oberfläche verkratzt habe, obwohl ich fast jeden Tag daran arbeite. Ich hoffe, dass ich in Zukunft noch viel mehr über den Tecan erfahren kann, und ich werde auf jeden Fall weitere Blog-Beiträge zu Fragen im Zusammenhang mit dem Tecan Liquid Handler verfassen, z. Also bleibt dran für mehr!