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History in the Making


Laborautomatisierung für höhere Lebensmittelsicherheit

 

Über die Entwicklung einer Methodik für Steuerung von Pipettiergeräten

Pipettieren gehört zu den wiederholungsintensivsten Arbeiten in der täglichen Laborroutine. In diesem Bereich wird mit höchster Präzision gearbeitet und auf höchstmögliche Prozesssicherheit und -stabilität geachtet. infoteam entwickelte die Systemsoftware und komplette Methodik zur Steuerung des Teilprozesses der Probenverteilung.

 

Hierbei wurde speziell mit einem Gerät zur Primärproben-Verteilung in Deepwell-Platten (DWP) und mit zwei Selekivpipettierer-Maschinen für die Befüllung von ELISA-Testplatten gearbeitet.
Der modulareArm des Geräts ist für optional bis zu 8x1.000 µl Pipettierkanäle ausgelegt. Die 8 Kanäle mit 1000 µl Pipettier-Köpfen sind asymmelrisch spreizbar in y- und z-Richtung und bieten Aufnahme für.10, 50, 300 und 1.000 µl Nadeln. Die  Systemsoftware dazu wurde auf einem Standard PC mit Core 2 Duo E6300 (1.86 GHz), 2048M8 RAM, 5x RS232 Schnittstelle, lxParallel Port, unter MS Windows@ XP Professional, MSOffice
2007 Professional realisiert.

 

Laut Aufgabenstellung sollte der Methodenstart mit möglichst wenigen Anwendereingaben erfolgen, außerdem möglichst wenige Einzelmethoden startbar sein. Aufgrund des Testcodes, der vom Labor-lnformations-Management-System (LIMS) übermittelt wird, werden Parameter wie monophasisch,biphasisch, Verwendung von Nadeln/Tips usw. ausgelesen.
Bei der Primärverteilungsmethode wird der Primärverteiler mit 2 DwP-Carriern bestückt, welche jeweils über fünf barcodierte DWPS verfügen. Erst nachdem der erste Carrier eingezogen und alle Deepwell-Platten fertig bearbeitet sind, wird
der nächste Carrier eingezogen. Beim Laden werden die Barcodes gelesen. Proben mit nicht lesbaren Barcodes werden  in eine Liste aufgenommen und mit einem no_barcode Flag
versehen. Dabei ist sehr wichtig, dass das Gerät bei verschiedenen Barcodes auf die Verwendung einer Prüfziffer eingestellt werden kann.


Nach dem Laden eines Tuberacks werden 900 µl der Proben mit 1000er Nadeln in die Deepwell-Platten transferiert. Gelingt dieses aufgrund eines sog. ,,clot errors" nicht, versucht das Gerät die gleiche Probe ein zweites Mal zu pipettieren.
Ein ,,clot error" ist ein Fehler beim Pipettieren, da durch eine Verklumpung in der Probe keine Aufnahme von Flüssigkeit möglich ist.

Gelingt auch dieses nicht, wird die Probe ausgeschlossen, als no_sample an das LIMS gemeldet und in die Liste der fehlerhaft pipettierten Proben aufgenommen. Kann der erste Übertrag aufgrund eines improper aspiration oder insufficient
liquid Fehlers - d.h. es ist zu wenig Volumen im Probenröhrchen verfügbar - nicht erfolgen, versucht das Gerät die gleiche Probe ein zweites Mal zu pipettieren.

lm zweiten Anlauf wird dort ein Volumen von 600 µl versucht. Gelingt der Übertrag mit diesem geringeren Volumen, wird diese Probe als short_sample an das LIMS gemeldet. Gelingt auch dieses nicht, wird wieder ein no_sample vergeben und die Probe wird in die Fehlerliste aufgenommen. Für nicht übertragene Proben werden dabei in der Ziel-DWP Leerpositionen erzeugt. Ein erfolgreicher
Übertrag erhält den Eintrag good-sample, der eine
eindeutige Tageszählernummer zugeordnet wird. lst ein Tuberack komplett abgearbeitet, wird es so weit aus dem System gefahren, dass der Autoload dieses nicht wieder einziehen kann. lst das Ende des Ladebereiches erreicht, versucht das Gerät in Track 1 erneut zu beginnen.

 

Weiterhin wurde eine sogenannte Shortymethode entwickelt: Proben, die in der ersten Laderoutine wegen zu geringem Volumen zurückgewiesen wurden, können aufgrund der Fehlerliste von Hand aussortiert werden und für eine gesonderte
Laderoutine angeboten werden. Diese Shortymethode versucht 300 pl zu übertragen. Gelingt dieses, werden die Proben als shorty sample reported, hier ist kein zweiter Versuch
vorgesehen. Die Fehlerliste wird dem Bediener sofort auf dem Bildschirm angezeigt, um beim Entladen die fehlerhaften Proben direkt aussortieren zu können. Nach Abschluss jedes Laufes wird diese Liste zu Dokumentationszwecken auch als
Datei abgelegt. Fehlerhafte Proben werden hier entsprechend gekennzeichnet. Eine weitere Besonderheit des Projekts lag in der Entwicklung der sogenannten ,,Batch- und Scan-Methode". lm Seuchenfall soll für alle ELISA-Methoden die Möglichkeit bestehen, direkt aus Probenröhrchen zu pipettieren, Dabei werden zunächst alle Barcodes überprüft, in einer Anwenderabfrage wird der zu pipettierende Test dann ausgewählt. lm Anschluss daran erfolgt die Pipettierung auf so viele Selektivplatten wie für die geladene Probenanzahl nötig. Selektivplatten können ggf. mehrfach nachgeladen werden.


Das Pipettiergerät ist seit November 2008 im Veterinärinstitut Hannover des LAVES erfolgreich im Einsatz.

 

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