Liquid-Handling im Labor<\/h1><\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/span>Tipps zur Prozessgestaltung und Pumpenwahl f\u00fcr die automatisierte Produktabf\u00fcllung. Vergleich der Pr\u00e4zision, Durchsatzraten und Anwendungen im \u00dcberblick.<\/h2><\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Artikel mit Anderen teilen:<\/h3><\/i><\/a><\/span><\/i><\/a><\/span><\/i><\/a><\/span><\/i><\/a><\/span><\/i><\/a><\/span><\/i><\/a><\/span><\/i><\/a><\/span><\/div><\/div>In der Welt des Labors ist effizientes automatisiertes Liquid-Handling entscheidend. Die Ger\u00e4te sowie Instrumente, die dazu verwendet werden, z\u00e4hlen zu den unverzichtbaren Klassikern der Laborausr\u00fcstung und -automation.<\/h2>\n
Auf dem Markt stehen zahlreiche manuelle und automatisierte Systeme zur Verf\u00fcgung, die das Liquid-Handling in einer breiten Palette von Anwendungen unterst\u00fctzen. Moderne Laborautomaten f\u00fcr Liquid-Handling zeichnen sich durch ihre F\u00e4higkeit aus, eine Vielzahl unterschiedlicher Anforderungen und Anwendungen mit h\u00f6chster Flexibilit\u00e4t und Pr\u00e4zision zu erf\u00fcllen.<\/p>\n
\nDieser Artikel bietet Einblicke in Technologien und L\u00f6sungen f\u00fcr Labortechnologie, von Pumpenwahl bis zur Prozessgestaltung:<\/u><\/span><\/p>\n\n\n\n\n- Kontinuierlicher vs. Batchbetrieb:<\/b>
\nWie beeinflusst die Produktionsweise die Test-Kit-Herstellung?<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n- Anforderungen an Effizientes Dispensieren:<\/b><\/span>
\nSterilit\u00e4t, Durchsatzrate und Pr\u00e4zision<\/span><\/span><\/li>\n- Syringe- vs. Peristaltik-Pumpen: <\/b>
\nWelches System passt zu Ihren Fl\u00fcssigkeitsdosierungsanforderungen?<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\nIn zunehmendem Ma\u00dfe wird jedoch nach L\u00f6sungen gesucht, die nicht nur die typischen Anforderungen des automatisierten Liquid-Handlings erf\u00fcllen, sondern auch die Bedingungen von Produktionsprozessen ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n
In vielen F\u00e4llen werden dabei Einzelgef\u00e4\u00dfe als Produktbeh\u00e4lter verwendet. Die speziell von HTI entwickelte X-TubeProcessor\u00ae Serie ist darauf ausgerichtet, die automatisierte Bearbeitung von Schraubgef\u00e4\u00dfen (Tubes) in diesen Prozessen zu erm\u00f6glichen. Einige der Prozesse, die mit unseren Ger\u00e4ten automatisiert werden k\u00f6nnen, sehen Sie in untenstehender Grafik:<\/p>\n
![\"\u00dcbersicht](\"https:\/\/hti-automation.com\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/Process_Automation_Laboratory.webp\" "\\"\u00dcbersicht")
Beispiele von automatisierten Laborprozessen<\/p><\/div>\n
1. Prozessgestaltung in der automatisierten Test-Kit-Produktion: Kontinuierlicher vs. Batchbetrieb<\/h2>\n
![\"Test-Kit](\"https:\/\/hti-automation.com\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/Test-Kit.webp\" "\\"Test-Kit")
<\/p>\n
Die Anforderungen an den Produktionsprozess f\u00fcr automatisierte Herstellung von Test-Kits sind vielf\u00e4ltig. Es ist von entscheidender Bedeutung, sterile Bedingungen und strenge regulatorische Vorschriften sicherzustellen, einschlie\u00dflich der Einzelprobenverfolgung und einer dedizierten Inprozesskontrolle (IPK).<\/p>\n
In der automatisierten Produktion unterscheidet man grunds\u00e4tzlich zwischen zwei Betriebsarten: kontinuierlicher Betrieb und Batchbetrieb.<\/p>\n
Kontinuierliche Prozesse <\/b>sind vorzuziehen, wenn gro\u00dfe Mengen mit nur wenigen Produktwechseln verarbeitet werden, wie es in der Pharmaproduktion h\u00e4ufig der Fall ist. Dies hat den Vorteil, dass die R\u00fcstzeiten, die f\u00fcr das Reinigen und das Wiederbef\u00fcllen bei Batchprozessen typisch sind, entfallen, was die Prozesse wirtschaftlicher macht.<\/p>\n
Der diskontinuierliche Batchbetrieb<\/b> ist f\u00fcr die Produktion kleinerer oder begrenzter Herstellmengen, insbesondere wenn h\u00e4ufig verschiedene Reagenzien oder Produktgef\u00e4\u00dfe verwendet werden zu bevorzugen. Bei Produktwechseln m\u00fcssen entsprechende Ma\u00dfnahmen ergriffen werden, um die Produktqualit\u00e4t und Sterilit\u00e4t sicherzustellen.<\/p>\n
Unsere HTI Standard Ger\u00e4te sind ausschlie\u00dflich auf den Batchbetrieb ausgelegt und sind in Bezug auf Gr\u00f6\u00dfe, Durchsatz und Kosten auch f\u00fcr Abf\u00fcllaufgaben in kleinen und mittelgro\u00dfen Laborbetrieben geeignet. Dies stellt sicher, dass die Anforderungen an die automatisierte Produktion von Test-Kits effizient erf\u00fcllt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n<\/div>
2. Effizientes Liquid Handling in automatisierten Abf\u00fcllprozessen: Anforderungen an Pr\u00e4zision, Sterilit\u00e4t und Durchsatzrate beim Dispensieren.<\/h2>\n![\"Automatisiertes](\"https:\/\/hti-automation.com\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Abfu\u0308ll-_Etikettiersysteme.jpg\" "\\"Automatisiertes")
Automatisiertes Liquid Handling mit integriertem Etikettieren, Bef\u00fcllen und Verschrauben<\/p><\/div>\n
Das Dispensieren, also das Verteilen von Fl\u00fcssigkeiten aus einem gro\u00dfen Beh\u00e4lter in viele kleinere Transportbeh\u00e4lter, stellt eine essenzielle Funktion in automatisierten Abf\u00fcllprozessen dar. Die Anforderungen dabei \u00e4hneln stark den typischen Aufgaben des Liquid-Handlings und beinhalten Aspekte wie die Vermeidung von Verunreinigungen, die Sicherstellung von Sterilit\u00e4t sowie die Pr\u00e4zision der Abf\u00fcllung.<\/p>\n
In Bezug auf die automatisierte Produktion muss au\u00dferdem ber\u00fccksichtigt werden, dass sie den Vorgaben hinsichtlich geplanter Durchsatzraten und der Stabilit\u00e4t der Produkte entspricht. Bei der Durchsatzrate spielt die Dauer des Abf\u00fcllvorgangs eine entscheidende Rolle, w\u00e4hrend bei langen Prozesszeiten zur Sicherung der Produktstabilit\u00e4t gegebenenfalls eine aktive K\u00fchlung der Ausgangsbeh\u00e4lter sowie der abgef\u00fcllten und im Ger\u00e4t gelagerten Produkte erforderlich sein kann. Es ist zu beachten, dass in den meisten F\u00e4llen ein einzelnes Reagenz auf viele Beh\u00e4lter verteilt werden muss, weshalb gro\u00dfe Ausgangsbeh\u00e4lter notwendig sind.<\/p>\n<\/div>
![](\"https:\/\/hti-automation.com\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/torun-bw-500x750px.jpg\" "\\"torun-bw-500x750px\\"")
<\/span>Torun Ekblad, COO von Mabtech<\/h3><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Case-Study Liquid Handling:<\/strong><\/p>\nEffizienzsteigerung in der Laborkit-Zusammenstellung und Entwicklung von Immunoassays mit dem FLEX 2.0:<\/em> Automatisierte Lagerung, Bef\u00fcllung und Etikettierung.<\/p>\n<\/div>Zur Case Study<\/span><\/a><\/div><\/div><\/div><\/div>3. Vergleich von Syringe-Pumpen und Peristaltik-Pumpen f\u00fcr das automatisierte Liquid-Handling<\/h2>\n
F\u00fcr die automatisierte Abf\u00fcllung stehen zwei g\u00e4ngige Pumpentypen zur Verf\u00fcgung: die Spritzenpumpen (sogenannte Syringe-Pumpen), die bereits aus Liquid-Handling-Automaten bekannt sind, und die Peristaltik-Pumpen.<\/p>\n
Syringe-Pumpen<\/b> zeichnen sich insbesondere durch ihre <\/span>hohe Genauigkeit bei der Dosierung, <\/u><\/span>selbst bei kleinen Volumina, aus. Sie werden h\u00e4ufig eingesetzt, wenn es darum geht, nur ein einzelnes Reagenz zu dispensieren. In solchen Anwendungen werden Syringe-Pumpen als direkte Dispensierer verwendet, was bedeutet, dass die Dispensierkan\u00fcle nicht bewegt werden muss, wodurch die Dosierung sehr schnell erfolgt. Allerdings neigen die Kolben und Zylinder der Pumpe dazu, kontaminiert zu werden, weshalb eine aufw\u00e4ndige Reinigung oder Dekontamination erforderlich ist, speziell vor Produktionsbeginn oder einem Reagenzwechsel.<\/span><\/p>\n![\"Liquid](\"https:\/\/hti-automation.com\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/X-TubeProcessor_1.png\" "\\"Liquid")
Beispiel einer Abf\u00fcllung mit Syringe-Pumpe und Wechselspitzen beim X-TubeProcessor_Flex<\/em><\/p><\/div>\nBei flexiblen Dosieranwendungen, bei denen beispielsweise Reagenzien in Batches gewechselt werden, werden Syringe-Pumpen oft als Air-Displacement-Pipettierer mit Einwegspitzen verwendet. Dabei erfolgt das Aufnehmen und Abgeben des Reagenzes zeitlich und r\u00e4umlich getrennt, was bedeutet, dass die Pipettenspitzen zwischen dem Vorratsgef\u00e4\u00df und dem Zielgef\u00e4\u00df bewegt werden m\u00fcssen. Dies f\u00fchrt zu l\u00e4ngeren Prozesszeiten und einem erh\u00f6hten Aufwand bei der Robotik-Steuerung, was wiederum zu h\u00f6heren Kosten f\u00fchrt. Der Einsatz von Einwegspitzen verhindert zwar die Kontamination der Pumpe und die \u00dcbertragung von Reagenzien, aber es gibt Einschr\u00e4nkungen, wenn das zu dosierendes Reagenz in einem gro\u00dfen, tiefen Gef\u00e4\u00df vorgelegt wird, da die Einwegspitzen nicht beliebig tief in das Gef\u00e4\u00df eintauchen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Peristaltikpumpen <\/b>bieten vornehmlich in Abf\u00fcllprozessen eine sinnvolle Alternative. Sie erm\u00f6glichen das gleichzeitige Aufnehmen und Abgeben des Reagenzes, ohne dass die Dispensierkan\u00fcle bewegt werden muss. Diese Pumpen zeichnen sich durch <\/span>schnelle Abf\u00fcllung<\/span><\/u>,<\/u> die <\/span>Vermeidung von Pumpenkontamination<\/u><\/span> und \u2013 sofern bei jedem Abf\u00fcllvorgang ein neuer Pumpenschlauch verwendet wird \u2013 die Verhinderung der \u00dcbertragung von Reagenzien von Batch zu Batch aus. Die Gesamtkosten f\u00fcr Peristaltikpumpen sind in der Regel niedriger als f\u00fcr Syringe-Pumpen.<\/span><\/p>\n![\"Liquid](\"https:\/\/hti-automation.com\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Tube-Verarbeitung.jpg\" "\\"Liquid")
Pr\u00e4zises Dispensieren mit Peristaltik-Pumpe und automatischem Walltouch<\/p><\/div>\n<\/div>
4. Pr\u00e4zise Dosierung von Fl\u00fcssigkeiten: Syringe-Pumpen und Peristaltik-Pumpen im Vergleich<\/h2>\n
Syringe-Pumpen <\/b>zeichnen sich durch eine klare Konstruktion mit Pumpenkolben und -zylinder aus, die von einem pr\u00e4zisen Antrieb bewegt werden. Die verschiedenen Eigenschaften der zu dosierenden Fl\u00fcssigkeiten werden durch vordefinierte Liquid-Klassen ber\u00fccksichtigt. Dies f\u00fchrt zu einer sehr genauen Dosierung (Accuracy\/Richtigkeit).<\/span><\/p>\nPeristaltik-Pumpen<\/b> verf\u00fcgen ebenfalls \u00fcber einen pr\u00e4zisen Antrieb. Allerdings ist ihr Dosierverhalten aufgrund der naturgegebenen, nicht immer exakten Schl\u00e4uche weniger pr\u00e4zise. Um dieses Problem zu l\u00f6sen, wird vor jedem Dosieren eine Kalibrierung durchgef\u00fchrt. Dabei werden alle systematischen Einfl\u00fcsse wie die Eigenschaften der Fl\u00fcssigkeiten, der Pumpen und der Schl\u00e4uche erfasst. Die tats\u00e4chliche Dispensiermengen werden mit den Zielmengen verglichen und anschlie\u00dfend \u00fcber die Pumpensteuerung korrigiert. Die Kalibrierung reduziert systematische Dispensierfehler erheblich. Es verbleibt lediglich ein temperatur- und nutzungsbedingter Fehler von wenigen Microliter, der bei den meisten Abf\u00fcllaufgaben, insbesondere bei gr\u00f6\u00dferen Dosismengen, vernachl\u00e4ssigbar ist. In den Abf\u00fcllautomaten von HTI stehen entsprechende Funktionen zur schnellen Durchf\u00fchrung der Kalibrierung zur Verf\u00fcgung.<\/span><\/p>\nDie Pr\u00e4zision (Streuung) der Dispensierung<\/b> beschreibt den statistischen Fehler, der oft durch die Anwendung selbst und nicht durch die Ger\u00e4te verursacht wird. Eine der Ursachen sind unregelm\u00e4\u00dfige Tropfenbildung an den Pipettenspitzen oder Dosierkan\u00fclen. Soweit es aus Gr\u00fcnden der Kontamination m\u00f6glich ist, kann die Pr\u00e4zision durch das sogenannte \u201eSurface-Touch\u201c oder \u201eWall-Touch\u201c verbessert werden, was bedeutet, dass die Pipettenspitze in die Fl\u00fcssigkeit eintaucht oder die Gef\u00e4\u00dfwand im Zielfl\u00fcssigkeitsbeh\u00e4lter ber\u00fchrt. Auch hierf\u00fcr bieten automatisierte Prozessorsysteme entsprechende L\u00f6sungen.<\/span><\/p>\n<\/div>Fazit f\u00fcr das Automatisieren von Liquid-Handling<\/h2>\n
Die Automatisierung des Liquid-Handlings bei Abf\u00fcllprozessen unterscheidet sich in Bezug auf die spezifischen Bedingungen der Prozessautomatisierung von herk\u00f6mmlichen Liquid-Handling-Anwendungen.<\/p>\n<\/div>\n
Tipps zur Prozessgestaltung und Pumpenwahl f\u00fcr die automatisierte Produktabf\u00fcllung. Vergleich der Pr\u00e4zision, Durchsatzraten und Anwendungen im \u00dcberblick.<\/h2><\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Artikel mit Anderen teilen:<\/h3><\/i><\/a><\/span><\/i><\/a><\/span><\/i><\/a><\/span><\/i><\/a><\/span><\/i><\/a><\/span><\/i><\/a><\/span><\/i><\/a><\/span><\/div><\/div>In der Welt des Labors ist effizientes automatisiertes Liquid-Handling entscheidend. Die Ger\u00e4te sowie Instrumente, die dazu verwendet werden, z\u00e4hlen zu den unverzichtbaren Klassikern der Laborausr\u00fcstung und -automation.<\/h2>\n
Auf dem Markt stehen zahlreiche manuelle und automatisierte Systeme zur Verf\u00fcgung, die das Liquid-Handling in einer breiten Palette von Anwendungen unterst\u00fctzen. Moderne Laborautomaten f\u00fcr Liquid-Handling zeichnen sich durch ihre F\u00e4higkeit aus, eine Vielzahl unterschiedlicher Anforderungen und Anwendungen mit h\u00f6chster Flexibilit\u00e4t und Pr\u00e4zision zu erf\u00fcllen.<\/p>\n
\nDieser Artikel bietet Einblicke in Technologien und L\u00f6sungen f\u00fcr Labortechnologie, von Pumpenwahl bis zur Prozessgestaltung:<\/u><\/span><\/p>\n\n\n\n\n- Kontinuierlicher vs. Batchbetrieb:<\/b>
\nWie beeinflusst die Produktionsweise die Test-Kit-Herstellung?<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n- Anforderungen an Effizientes Dispensieren:<\/b><\/span>
\nSterilit\u00e4t, Durchsatzrate und Pr\u00e4zision<\/span><\/span><\/li>\n- Syringe- vs. Peristaltik-Pumpen: <\/b>
\nWelches System passt zu Ihren Fl\u00fcssigkeitsdosierungsanforderungen?<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\nIn zunehmendem Ma\u00dfe wird jedoch nach L\u00f6sungen gesucht, die nicht nur die typischen Anforderungen des automatisierten Liquid-Handlings erf\u00fcllen, sondern auch die Bedingungen von Produktionsprozessen ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n
In vielen F\u00e4llen werden dabei Einzelgef\u00e4\u00dfe als Produktbeh\u00e4lter verwendet. Die speziell von HTI entwickelte X-TubeProcessor\u00ae Serie ist darauf ausgerichtet, die automatisierte Bearbeitung von Schraubgef\u00e4\u00dfen (Tubes) in diesen Prozessen zu erm\u00f6glichen. Einige der Prozesse, die mit unseren Ger\u00e4ten automatisiert werden k\u00f6nnen, sehen Sie in untenstehender Grafik:<\/p>\n
Beispiele von automatisierten Laborprozessen<\/p><\/div>\n
1. Prozessgestaltung in der automatisierten Test-Kit-Produktion: Kontinuierlicher vs. Batchbetrieb<\/h2>\n
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Die Anforderungen an den Produktionsprozess f\u00fcr automatisierte Herstellung von Test-Kits sind vielf\u00e4ltig. Es ist von entscheidender Bedeutung, sterile Bedingungen und strenge regulatorische Vorschriften sicherzustellen, einschlie\u00dflich der Einzelprobenverfolgung und einer dedizierten Inprozesskontrolle (IPK).<\/p>\n
In der automatisierten Produktion unterscheidet man grunds\u00e4tzlich zwischen zwei Betriebsarten: kontinuierlicher Betrieb und Batchbetrieb.<\/p>\n
Kontinuierliche Prozesse <\/b>sind vorzuziehen, wenn gro\u00dfe Mengen mit nur wenigen Produktwechseln verarbeitet werden, wie es in der Pharmaproduktion h\u00e4ufig der Fall ist. Dies hat den Vorteil, dass die R\u00fcstzeiten, die f\u00fcr das Reinigen und das Wiederbef\u00fcllen bei Batchprozessen typisch sind, entfallen, was die Prozesse wirtschaftlicher macht.<\/p>\n
Der diskontinuierliche Batchbetrieb<\/b> ist f\u00fcr die Produktion kleinerer oder begrenzter Herstellmengen, insbesondere wenn h\u00e4ufig verschiedene Reagenzien oder Produktgef\u00e4\u00dfe verwendet werden zu bevorzugen. Bei Produktwechseln m\u00fcssen entsprechende Ma\u00dfnahmen ergriffen werden, um die Produktqualit\u00e4t und Sterilit\u00e4t sicherzustellen.<\/p>\n
Unsere HTI Standard Ger\u00e4te sind ausschlie\u00dflich auf den Batchbetrieb ausgelegt und sind in Bezug auf Gr\u00f6\u00dfe, Durchsatz und Kosten auch f\u00fcr Abf\u00fcllaufgaben in kleinen und mittelgro\u00dfen Laborbetrieben geeignet. Dies stellt sicher, dass die Anforderungen an die automatisierte Produktion von Test-Kits effizient erf\u00fcllt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n<\/div>
2. Effizientes Liquid Handling in automatisierten Abf\u00fcllprozessen: Anforderungen an Pr\u00e4zision, Sterilit\u00e4t und Durchsatzrate beim Dispensieren.<\/h2>\nAutomatisiertes Liquid Handling mit integriertem Etikettieren, Bef\u00fcllen und Verschrauben<\/p><\/div>\n
Das Dispensieren, also das Verteilen von Fl\u00fcssigkeiten aus einem gro\u00dfen Beh\u00e4lter in viele kleinere Transportbeh\u00e4lter, stellt eine essenzielle Funktion in automatisierten Abf\u00fcllprozessen dar. Die Anforderungen dabei \u00e4hneln stark den typischen Aufgaben des Liquid-Handlings und beinhalten Aspekte wie die Vermeidung von Verunreinigungen, die Sicherstellung von Sterilit\u00e4t sowie die Pr\u00e4zision der Abf\u00fcllung.<\/p>\n
In Bezug auf die automatisierte Produktion muss au\u00dferdem ber\u00fccksichtigt werden, dass sie den Vorgaben hinsichtlich geplanter Durchsatzraten und der Stabilit\u00e4t der Produkte entspricht. Bei der Durchsatzrate spielt die Dauer des Abf\u00fcllvorgangs eine entscheidende Rolle, w\u00e4hrend bei langen Prozesszeiten zur Sicherung der Produktstabilit\u00e4t gegebenenfalls eine aktive K\u00fchlung der Ausgangsbeh\u00e4lter sowie der abgef\u00fcllten und im Ger\u00e4t gelagerten Produkte erforderlich sein kann. Es ist zu beachten, dass in den meisten F\u00e4llen ein einzelnes Reagenz auf viele Beh\u00e4lter verteilt werden muss, weshalb gro\u00dfe Ausgangsbeh\u00e4lter notwendig sind.<\/p>\n<\/div>
<\/span>Torun Ekblad, COO von Mabtech<\/h3><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Case-Study Liquid Handling:<\/strong><\/p>\nEffizienzsteigerung in der Laborkit-Zusammenstellung und Entwicklung von Immunoassays mit dem FLEX 2.0:<\/em> Automatisierte Lagerung, Bef\u00fcllung und Etikettierung.<\/p>\n<\/div>Zur Case Study<\/span><\/a><\/div><\/div><\/div><\/div>3. Vergleich von Syringe-Pumpen und Peristaltik-Pumpen f\u00fcr das automatisierte Liquid-Handling<\/h2>\n
F\u00fcr die automatisierte Abf\u00fcllung stehen zwei g\u00e4ngige Pumpentypen zur Verf\u00fcgung: die Spritzenpumpen (sogenannte Syringe-Pumpen), die bereits aus Liquid-Handling-Automaten bekannt sind, und die Peristaltik-Pumpen.<\/p>\n
Syringe-Pumpen<\/b> zeichnen sich insbesondere durch ihre <\/span>hohe Genauigkeit bei der Dosierung, <\/u><\/span>selbst bei kleinen Volumina, aus. Sie werden h\u00e4ufig eingesetzt, wenn es darum geht, nur ein einzelnes Reagenz zu dispensieren. In solchen Anwendungen werden Syringe-Pumpen als direkte Dispensierer verwendet, was bedeutet, dass die Dispensierkan\u00fcle nicht bewegt werden muss, wodurch die Dosierung sehr schnell erfolgt. Allerdings neigen die Kolben und Zylinder der Pumpe dazu, kontaminiert zu werden, weshalb eine aufw\u00e4ndige Reinigung oder Dekontamination erforderlich ist, speziell vor Produktionsbeginn oder einem Reagenzwechsel.<\/span><\/p>\nBeispiel einer Abf\u00fcllung mit Syringe-Pumpe und Wechselspitzen beim X-TubeProcessor_Flex<\/em><\/p><\/div>\nBei flexiblen Dosieranwendungen, bei denen beispielsweise Reagenzien in Batches gewechselt werden, werden Syringe-Pumpen oft als Air-Displacement-Pipettierer mit Einwegspitzen verwendet. Dabei erfolgt das Aufnehmen und Abgeben des Reagenzes zeitlich und r\u00e4umlich getrennt, was bedeutet, dass die Pipettenspitzen zwischen dem Vorratsgef\u00e4\u00df und dem Zielgef\u00e4\u00df bewegt werden m\u00fcssen. Dies f\u00fchrt zu l\u00e4ngeren Prozesszeiten und einem erh\u00f6hten Aufwand bei der Robotik-Steuerung, was wiederum zu h\u00f6heren Kosten f\u00fchrt. Der Einsatz von Einwegspitzen verhindert zwar die Kontamination der Pumpe und die \u00dcbertragung von Reagenzien, aber es gibt Einschr\u00e4nkungen, wenn das zu dosierendes Reagenz in einem gro\u00dfen, tiefen Gef\u00e4\u00df vorgelegt wird, da die Einwegspitzen nicht beliebig tief in das Gef\u00e4\u00df eintauchen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Peristaltikpumpen <\/b>bieten vornehmlich in Abf\u00fcllprozessen eine sinnvolle Alternative. Sie erm\u00f6glichen das gleichzeitige Aufnehmen und Abgeben des Reagenzes, ohne dass die Dispensierkan\u00fcle bewegt werden muss. Diese Pumpen zeichnen sich durch <\/span>schnelle Abf\u00fcllung<\/span><\/u>,<\/u> die <\/span>Vermeidung von Pumpenkontamination<\/u><\/span> und \u2013 sofern bei jedem Abf\u00fcllvorgang ein neuer Pumpenschlauch verwendet wird \u2013 die Verhinderung der \u00dcbertragung von Reagenzien von Batch zu Batch aus. Die Gesamtkosten f\u00fcr Peristaltikpumpen sind in der Regel niedriger als f\u00fcr Syringe-Pumpen.<\/span><\/p>\nPr\u00e4zises Dispensieren mit Peristaltik-Pumpe und automatischem Walltouch<\/p><\/div>\n<\/div>
4. Pr\u00e4zise Dosierung von Fl\u00fcssigkeiten: Syringe-Pumpen und Peristaltik-Pumpen im Vergleich<\/h2>\n
Syringe-Pumpen <\/b>zeichnen sich durch eine klare Konstruktion mit Pumpenkolben und -zylinder aus, die von einem pr\u00e4zisen Antrieb bewegt werden. Die verschiedenen Eigenschaften der zu dosierenden Fl\u00fcssigkeiten werden durch vordefinierte Liquid-Klassen ber\u00fccksichtigt. Dies f\u00fchrt zu einer sehr genauen Dosierung (Accuracy\/Richtigkeit).<\/span><\/p>\nPeristaltik-Pumpen<\/b> verf\u00fcgen ebenfalls \u00fcber einen pr\u00e4zisen Antrieb. Allerdings ist ihr Dosierverhalten aufgrund der naturgegebenen, nicht immer exakten Schl\u00e4uche weniger pr\u00e4zise. Um dieses Problem zu l\u00f6sen, wird vor jedem Dosieren eine Kalibrierung durchgef\u00fchrt. Dabei werden alle systematischen Einfl\u00fcsse wie die Eigenschaften der Fl\u00fcssigkeiten, der Pumpen und der Schl\u00e4uche erfasst. Die tats\u00e4chliche Dispensiermengen werden mit den Zielmengen verglichen und anschlie\u00dfend \u00fcber die Pumpensteuerung korrigiert. Die Kalibrierung reduziert systematische Dispensierfehler erheblich. Es verbleibt lediglich ein temperatur- und nutzungsbedingter Fehler von wenigen Microliter, der bei den meisten Abf\u00fcllaufgaben, insbesondere bei gr\u00f6\u00dferen Dosismengen, vernachl\u00e4ssigbar ist. In den Abf\u00fcllautomaten von HTI stehen entsprechende Funktionen zur schnellen Durchf\u00fchrung der Kalibrierung zur Verf\u00fcgung.<\/span><\/p>\nDie Pr\u00e4zision (Streuung) der Dispensierung<\/b> beschreibt den statistischen Fehler, der oft durch die Anwendung selbst und nicht durch die Ger\u00e4te verursacht wird. Eine der Ursachen sind unregelm\u00e4\u00dfige Tropfenbildung an den Pipettenspitzen oder Dosierkan\u00fclen. Soweit es aus Gr\u00fcnden der Kontamination m\u00f6glich ist, kann die Pr\u00e4zision durch das sogenannte \u201eSurface-Touch\u201c oder \u201eWall-Touch\u201c verbessert werden, was bedeutet, dass die Pipettenspitze in die Fl\u00fcssigkeit eintaucht oder die Gef\u00e4\u00dfwand im Zielfl\u00fcssigkeitsbeh\u00e4lter ber\u00fchrt. Auch hierf\u00fcr bieten automatisierte Prozessorsysteme entsprechende L\u00f6sungen.<\/span><\/p>\n<\/div>Fazit f\u00fcr das Automatisieren von Liquid-Handling<\/h2>\n
Die Automatisierung des Liquid-Handlings bei Abf\u00fcllprozessen unterscheidet sich in Bezug auf die spezifischen Bedingungen der Prozessautomatisierung von herk\u00f6mmlichen Liquid-Handling-Anwendungen.<\/p>\n<\/div>\n
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Auf dem Markt stehen zahlreiche manuelle und automatisierte Systeme zur Verf\u00fcgung, die das Liquid-Handling in einer breiten Palette von Anwendungen unterst\u00fctzen. Moderne Laborautomaten f\u00fcr Liquid-Handling zeichnen sich durch ihre F\u00e4higkeit aus, eine Vielzahl unterschiedlicher Anforderungen und Anwendungen mit h\u00f6chster Flexibilit\u00e4t und Pr\u00e4zision zu erf\u00fcllen.<\/p>\n
\nDieser Artikel bietet Einblicke in Technologien und L\u00f6sungen f\u00fcr Labortechnologie, von Pumpenwahl bis zur Prozessgestaltung:<\/u><\/span><\/p>\n\n\n\n\n- Kontinuierlicher vs. Batchbetrieb:<\/b>
\nWie beeinflusst die Produktionsweise die Test-Kit-Herstellung?<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n- Anforderungen an Effizientes Dispensieren:<\/b><\/span>
\nSterilit\u00e4t, Durchsatzrate und Pr\u00e4zision<\/span><\/span><\/li>\n- Syringe- vs. Peristaltik-Pumpen: <\/b>
\nWelches System passt zu Ihren Fl\u00fcssigkeitsdosierungsanforderungen?<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\nIn zunehmendem Ma\u00dfe wird jedoch nach L\u00f6sungen gesucht, die nicht nur die typischen Anforderungen des automatisierten Liquid-Handlings erf\u00fcllen, sondern auch die Bedingungen von Produktionsprozessen ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n
In vielen F\u00e4llen werden dabei Einzelgef\u00e4\u00dfe als Produktbeh\u00e4lter verwendet. Die speziell von HTI entwickelte X-TubeProcessor\u00ae Serie ist darauf ausgerichtet, die automatisierte Bearbeitung von Schraubgef\u00e4\u00dfen (Tubes) in diesen Prozessen zu erm\u00f6glichen. Einige der Prozesse, die mit unseren Ger\u00e4ten automatisiert werden k\u00f6nnen, sehen Sie in untenstehender Grafik:<\/p>\n
Beispiele von automatisierten Laborprozessen<\/p><\/div>\n
1. Prozessgestaltung in der automatisierten Test-Kit-Produktion: Kontinuierlicher vs. Batchbetrieb<\/h2>\n
<\/p>\n
Die Anforderungen an den Produktionsprozess f\u00fcr automatisierte Herstellung von Test-Kits sind vielf\u00e4ltig. Es ist von entscheidender Bedeutung, sterile Bedingungen und strenge regulatorische Vorschriften sicherzustellen, einschlie\u00dflich der Einzelprobenverfolgung und einer dedizierten Inprozesskontrolle (IPK).<\/p>\n
In der automatisierten Produktion unterscheidet man grunds\u00e4tzlich zwischen zwei Betriebsarten: kontinuierlicher Betrieb und Batchbetrieb.<\/p>\n
Kontinuierliche Prozesse <\/b>sind vorzuziehen, wenn gro\u00dfe Mengen mit nur wenigen Produktwechseln verarbeitet werden, wie es in der Pharmaproduktion h\u00e4ufig der Fall ist. Dies hat den Vorteil, dass die R\u00fcstzeiten, die f\u00fcr das Reinigen und das Wiederbef\u00fcllen bei Batchprozessen typisch sind, entfallen, was die Prozesse wirtschaftlicher macht.<\/p>\n
Der diskontinuierliche Batchbetrieb<\/b> ist f\u00fcr die Produktion kleinerer oder begrenzter Herstellmengen, insbesondere wenn h\u00e4ufig verschiedene Reagenzien oder Produktgef\u00e4\u00dfe verwendet werden zu bevorzugen. Bei Produktwechseln m\u00fcssen entsprechende Ma\u00dfnahmen ergriffen werden, um die Produktqualit\u00e4t und Sterilit\u00e4t sicherzustellen.<\/p>\n
Unsere HTI Standard Ger\u00e4te sind ausschlie\u00dflich auf den Batchbetrieb ausgelegt und sind in Bezug auf Gr\u00f6\u00dfe, Durchsatz und Kosten auch f\u00fcr Abf\u00fcllaufgaben in kleinen und mittelgro\u00dfen Laborbetrieben geeignet. Dies stellt sicher, dass die Anforderungen an die automatisierte Produktion von Test-Kits effizient erf\u00fcllt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n<\/div>
2. Effizientes Liquid Handling in automatisierten Abf\u00fcllprozessen: Anforderungen an Pr\u00e4zision, Sterilit\u00e4t und Durchsatzrate beim Dispensieren.<\/h2>\nAutomatisiertes Liquid Handling mit integriertem Etikettieren, Bef\u00fcllen und Verschrauben<\/p><\/div>\n
Das Dispensieren, also das Verteilen von Fl\u00fcssigkeiten aus einem gro\u00dfen Beh\u00e4lter in viele kleinere Transportbeh\u00e4lter, stellt eine essenzielle Funktion in automatisierten Abf\u00fcllprozessen dar. Die Anforderungen dabei \u00e4hneln stark den typischen Aufgaben des Liquid-Handlings und beinhalten Aspekte wie die Vermeidung von Verunreinigungen, die Sicherstellung von Sterilit\u00e4t sowie die Pr\u00e4zision der Abf\u00fcllung.<\/p>\n
In Bezug auf die automatisierte Produktion muss au\u00dferdem ber\u00fccksichtigt werden, dass sie den Vorgaben hinsichtlich geplanter Durchsatzraten und der Stabilit\u00e4t der Produkte entspricht. Bei der Durchsatzrate spielt die Dauer des Abf\u00fcllvorgangs eine entscheidende Rolle, w\u00e4hrend bei langen Prozesszeiten zur Sicherung der Produktstabilit\u00e4t gegebenenfalls eine aktive K\u00fchlung der Ausgangsbeh\u00e4lter sowie der abgef\u00fcllten und im Ger\u00e4t gelagerten Produkte erforderlich sein kann. Es ist zu beachten, dass in den meisten F\u00e4llen ein einzelnes Reagenz auf viele Beh\u00e4lter verteilt werden muss, weshalb gro\u00dfe Ausgangsbeh\u00e4lter notwendig sind.<\/p>\n<\/div>
<\/span>Torun Ekblad, COO von Mabtech<\/h3><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Case-Study Liquid Handling:<\/strong><\/p>\nEffizienzsteigerung in der Laborkit-Zusammenstellung und Entwicklung von Immunoassays mit dem FLEX 2.0:<\/em> Automatisierte Lagerung, Bef\u00fcllung und Etikettierung.<\/p>\n<\/div>Zur Case Study<\/span><\/a><\/div><\/div><\/div><\/div>3. Vergleich von Syringe-Pumpen und Peristaltik-Pumpen f\u00fcr das automatisierte Liquid-Handling<\/h2>\n
F\u00fcr die automatisierte Abf\u00fcllung stehen zwei g\u00e4ngige Pumpentypen zur Verf\u00fcgung: die Spritzenpumpen (sogenannte Syringe-Pumpen), die bereits aus Liquid-Handling-Automaten bekannt sind, und die Peristaltik-Pumpen.<\/p>\n
Syringe-Pumpen<\/b> zeichnen sich insbesondere durch ihre <\/span>hohe Genauigkeit bei der Dosierung, <\/u><\/span>selbst bei kleinen Volumina, aus. Sie werden h\u00e4ufig eingesetzt, wenn es darum geht, nur ein einzelnes Reagenz zu dispensieren. In solchen Anwendungen werden Syringe-Pumpen als direkte Dispensierer verwendet, was bedeutet, dass die Dispensierkan\u00fcle nicht bewegt werden muss, wodurch die Dosierung sehr schnell erfolgt. Allerdings neigen die Kolben und Zylinder der Pumpe dazu, kontaminiert zu werden, weshalb eine aufw\u00e4ndige Reinigung oder Dekontamination erforderlich ist, speziell vor Produktionsbeginn oder einem Reagenzwechsel.<\/span><\/p>\nBeispiel einer Abf\u00fcllung mit Syringe-Pumpe und Wechselspitzen beim X-TubeProcessor_Flex<\/em><\/p><\/div>\nBei flexiblen Dosieranwendungen, bei denen beispielsweise Reagenzien in Batches gewechselt werden, werden Syringe-Pumpen oft als Air-Displacement-Pipettierer mit Einwegspitzen verwendet. Dabei erfolgt das Aufnehmen und Abgeben des Reagenzes zeitlich und r\u00e4umlich getrennt, was bedeutet, dass die Pipettenspitzen zwischen dem Vorratsgef\u00e4\u00df und dem Zielgef\u00e4\u00df bewegt werden m\u00fcssen. Dies f\u00fchrt zu l\u00e4ngeren Prozesszeiten und einem erh\u00f6hten Aufwand bei der Robotik-Steuerung, was wiederum zu h\u00f6heren Kosten f\u00fchrt. Der Einsatz von Einwegspitzen verhindert zwar die Kontamination der Pumpe und die \u00dcbertragung von Reagenzien, aber es gibt Einschr\u00e4nkungen, wenn das zu dosierendes Reagenz in einem gro\u00dfen, tiefen Gef\u00e4\u00df vorgelegt wird, da die Einwegspitzen nicht beliebig tief in das Gef\u00e4\u00df eintauchen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Peristaltikpumpen <\/b>bieten vornehmlich in Abf\u00fcllprozessen eine sinnvolle Alternative. Sie erm\u00f6glichen das gleichzeitige Aufnehmen und Abgeben des Reagenzes, ohne dass die Dispensierkan\u00fcle bewegt werden muss. Diese Pumpen zeichnen sich durch <\/span>schnelle Abf\u00fcllung<\/span><\/u>,<\/u> die <\/span>Vermeidung von Pumpenkontamination<\/u><\/span> und \u2013 sofern bei jedem Abf\u00fcllvorgang ein neuer Pumpenschlauch verwendet wird \u2013 die Verhinderung der \u00dcbertragung von Reagenzien von Batch zu Batch aus. Die Gesamtkosten f\u00fcr Peristaltikpumpen sind in der Regel niedriger als f\u00fcr Syringe-Pumpen.<\/span><\/p>\nPr\u00e4zises Dispensieren mit Peristaltik-Pumpe und automatischem Walltouch<\/p><\/div>\n<\/div>
4. Pr\u00e4zise Dosierung von Fl\u00fcssigkeiten: Syringe-Pumpen und Peristaltik-Pumpen im Vergleich<\/h2>\n
Syringe-Pumpen <\/b>zeichnen sich durch eine klare Konstruktion mit Pumpenkolben und -zylinder aus, die von einem pr\u00e4zisen Antrieb bewegt werden. Die verschiedenen Eigenschaften der zu dosierenden Fl\u00fcssigkeiten werden durch vordefinierte Liquid-Klassen ber\u00fccksichtigt. Dies f\u00fchrt zu einer sehr genauen Dosierung (Accuracy\/Richtigkeit).<\/span><\/p>\nPeristaltik-Pumpen<\/b> verf\u00fcgen ebenfalls \u00fcber einen pr\u00e4zisen Antrieb. Allerdings ist ihr Dosierverhalten aufgrund der naturgegebenen, nicht immer exakten Schl\u00e4uche weniger pr\u00e4zise. Um dieses Problem zu l\u00f6sen, wird vor jedem Dosieren eine Kalibrierung durchgef\u00fchrt. Dabei werden alle systematischen Einfl\u00fcsse wie die Eigenschaften der Fl\u00fcssigkeiten, der Pumpen und der Schl\u00e4uche erfasst. Die tats\u00e4chliche Dispensiermengen werden mit den Zielmengen verglichen und anschlie\u00dfend \u00fcber die Pumpensteuerung korrigiert. Die Kalibrierung reduziert systematische Dispensierfehler erheblich. Es verbleibt lediglich ein temperatur- und nutzungsbedingter Fehler von wenigen Microliter, der bei den meisten Abf\u00fcllaufgaben, insbesondere bei gr\u00f6\u00dferen Dosismengen, vernachl\u00e4ssigbar ist. In den Abf\u00fcllautomaten von HTI stehen entsprechende Funktionen zur schnellen Durchf\u00fchrung der Kalibrierung zur Verf\u00fcgung.<\/span><\/p>\nDie Pr\u00e4zision (Streuung) der Dispensierung<\/b> beschreibt den statistischen Fehler, der oft durch die Anwendung selbst und nicht durch die Ger\u00e4te verursacht wird. Eine der Ursachen sind unregelm\u00e4\u00dfige Tropfenbildung an den Pipettenspitzen oder Dosierkan\u00fclen. Soweit es aus Gr\u00fcnden der Kontamination m\u00f6glich ist, kann die Pr\u00e4zision durch das sogenannte \u201eSurface-Touch\u201c oder \u201eWall-Touch\u201c verbessert werden, was bedeutet, dass die Pipettenspitze in die Fl\u00fcssigkeit eintaucht oder die Gef\u00e4\u00dfwand im Zielfl\u00fcssigkeitsbeh\u00e4lter ber\u00fchrt. Auch hierf\u00fcr bieten automatisierte Prozessorsysteme entsprechende L\u00f6sungen.<\/span><\/p>\n<\/div>Fazit f\u00fcr das Automatisieren von Liquid-Handling<\/h2>\n
Die Automatisierung des Liquid-Handlings bei Abf\u00fcllprozessen unterscheidet sich in Bezug auf die spezifischen Bedingungen der Prozessautomatisierung von herk\u00f6mmlichen Liquid-Handling-Anwendungen.<\/p>\n<\/div>\n
In der Welt des Labors ist effizientes automatisiertes Liquid-Handling entscheidend. Die Ger\u00e4te sowie Instrumente, die dazu verwendet werden, z\u00e4hlen zu den unverzichtbaren Klassikern der Laborausr\u00fcstung und -automation.<\/h2>\n
Auf dem Markt stehen zahlreiche manuelle und automatisierte Systeme zur Verf\u00fcgung, die das Liquid-Handling in einer breiten Palette von Anwendungen unterst\u00fctzen. Moderne Laborautomaten f\u00fcr Liquid-Handling zeichnen sich durch ihre F\u00e4higkeit aus, eine Vielzahl unterschiedlicher Anforderungen und Anwendungen mit h\u00f6chster Flexibilit\u00e4t und Pr\u00e4zision zu erf\u00fcllen.<\/p>\n
In zunehmendem Ma\u00dfe wird jedoch nach L\u00f6sungen gesucht, die nicht nur die typischen Anforderungen des automatisierten Liquid-Handlings erf\u00fcllen, sondern auch die Bedingungen von Produktionsprozessen ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n In vielen F\u00e4llen werden dabei Einzelgef\u00e4\u00dfe als Produktbeh\u00e4lter verwendet. Die speziell von HTI entwickelte X-TubeProcessor\u00ae Serie ist darauf ausgerichtet, die automatisierte Bearbeitung von Schraubgef\u00e4\u00dfen (Tubes) in diesen Prozessen zu erm\u00f6glichen. Einige der Prozesse, die mit unseren Ger\u00e4ten automatisiert werden k\u00f6nnen, sehen Sie in untenstehender Grafik:<\/p>\n Beispiele von automatisierten Laborprozessen<\/p><\/div>\n Die Anforderungen an den Produktionsprozess f\u00fcr automatisierte Herstellung von Test-Kits sind vielf\u00e4ltig. Es ist von entscheidender Bedeutung, sterile Bedingungen und strenge regulatorische Vorschriften sicherzustellen, einschlie\u00dflich der Einzelprobenverfolgung und einer dedizierten Inprozesskontrolle (IPK).<\/p>\n In der automatisierten Produktion unterscheidet man grunds\u00e4tzlich zwischen zwei Betriebsarten: kontinuierlicher Betrieb und Batchbetrieb.<\/p>\n Kontinuierliche Prozesse <\/b>sind vorzuziehen, wenn gro\u00dfe Mengen mit nur wenigen Produktwechseln verarbeitet werden, wie es in der Pharmaproduktion h\u00e4ufig der Fall ist. Dies hat den Vorteil, dass die R\u00fcstzeiten, die f\u00fcr das Reinigen und das Wiederbef\u00fcllen bei Batchprozessen typisch sind, entfallen, was die Prozesse wirtschaftlicher macht.<\/p>\n Der diskontinuierliche Batchbetrieb<\/b> ist f\u00fcr die Produktion kleinerer oder begrenzter Herstellmengen, insbesondere wenn h\u00e4ufig verschiedene Reagenzien oder Produktgef\u00e4\u00dfe verwendet werden zu bevorzugen. Bei Produktwechseln m\u00fcssen entsprechende Ma\u00dfnahmen ergriffen werden, um die Produktqualit\u00e4t und Sterilit\u00e4t sicherzustellen.<\/p>\n Unsere HTI Standard Ger\u00e4te sind ausschlie\u00dflich auf den Batchbetrieb ausgelegt und sind in Bezug auf Gr\u00f6\u00dfe, Durchsatz und Kosten auch f\u00fcr Abf\u00fcllaufgaben in kleinen und mittelgro\u00dfen Laborbetrieben geeignet. Dies stellt sicher, dass die Anforderungen an die automatisierte Produktion von Test-Kits effizient erf\u00fcllt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n<\/div> Automatisiertes Liquid Handling mit integriertem Etikettieren, Bef\u00fcllen und Verschrauben<\/p><\/div>\n Das Dispensieren, also das Verteilen von Fl\u00fcssigkeiten aus einem gro\u00dfen Beh\u00e4lter in viele kleinere Transportbeh\u00e4lter, stellt eine essenzielle Funktion in automatisierten Abf\u00fcllprozessen dar. Die Anforderungen dabei \u00e4hneln stark den typischen Aufgaben des Liquid-Handlings und beinhalten Aspekte wie die Vermeidung von Verunreinigungen, die Sicherstellung von Sterilit\u00e4t sowie die Pr\u00e4zision der Abf\u00fcllung.<\/p>\n In Bezug auf die automatisierte Produktion muss au\u00dferdem ber\u00fccksichtigt werden, dass sie den Vorgaben hinsichtlich geplanter Durchsatzraten und der Stabilit\u00e4t der Produkte entspricht. Bei der Durchsatzrate spielt die Dauer des Abf\u00fcllvorgangs eine entscheidende Rolle, w\u00e4hrend bei langen Prozesszeiten zur Sicherung der Produktstabilit\u00e4t gegebenenfalls eine aktive K\u00fchlung der Ausgangsbeh\u00e4lter sowie der abgef\u00fcllten und im Ger\u00e4t gelagerten Produkte erforderlich sein kann. Es ist zu beachten, dass in den meisten F\u00e4llen ein einzelnes Reagenz auf viele Beh\u00e4lter verteilt werden muss, weshalb gro\u00dfe Ausgangsbeh\u00e4lter notwendig sind.<\/p>\n<\/div> Case-Study Liquid Handling:<\/strong><\/p>\n Effizienzsteigerung in der Laborkit-Zusammenstellung und Entwicklung von Immunoassays mit dem FLEX 2.0:<\/em> Automatisierte Lagerung, Bef\u00fcllung und Etikettierung.<\/p>\n<\/div> F\u00fcr die automatisierte Abf\u00fcllung stehen zwei g\u00e4ngige Pumpentypen zur Verf\u00fcgung: die Spritzenpumpen (sogenannte Syringe-Pumpen), die bereits aus Liquid-Handling-Automaten bekannt sind, und die Peristaltik-Pumpen.<\/p>\n Syringe-Pumpen<\/b> zeichnen sich insbesondere durch ihre <\/span>hohe Genauigkeit bei der Dosierung, <\/u><\/span>selbst bei kleinen Volumina, aus. Sie werden h\u00e4ufig eingesetzt, wenn es darum geht, nur ein einzelnes Reagenz zu dispensieren. In solchen Anwendungen werden Syringe-Pumpen als direkte Dispensierer verwendet, was bedeutet, dass die Dispensierkan\u00fcle nicht bewegt werden muss, wodurch die Dosierung sehr schnell erfolgt. Allerdings neigen die Kolben und Zylinder der Pumpe dazu, kontaminiert zu werden, weshalb eine aufw\u00e4ndige Reinigung oder Dekontamination erforderlich ist, speziell vor Produktionsbeginn oder einem Reagenzwechsel.<\/span><\/p>\n Beispiel einer Abf\u00fcllung mit Syringe-Pumpe und Wechselspitzen beim X-TubeProcessor_Flex<\/em><\/p><\/div>\n Bei flexiblen Dosieranwendungen, bei denen beispielsweise Reagenzien in Batches gewechselt werden, werden Syringe-Pumpen oft als Air-Displacement-Pipettierer mit Einwegspitzen verwendet. Dabei erfolgt das Aufnehmen und Abgeben des Reagenzes zeitlich und r\u00e4umlich getrennt, was bedeutet, dass die Pipettenspitzen zwischen dem Vorratsgef\u00e4\u00df und dem Zielgef\u00e4\u00df bewegt werden m\u00fcssen. Dies f\u00fchrt zu l\u00e4ngeren Prozesszeiten und einem erh\u00f6hten Aufwand bei der Robotik-Steuerung, was wiederum zu h\u00f6heren Kosten f\u00fchrt. Der Einsatz von Einwegspitzen verhindert zwar die Kontamination der Pumpe und die \u00dcbertragung von Reagenzien, aber es gibt Einschr\u00e4nkungen, wenn das zu dosierendes Reagenz in einem gro\u00dfen, tiefen Gef\u00e4\u00df vorgelegt wird, da die Einwegspitzen nicht beliebig tief in das Gef\u00e4\u00df eintauchen k\u00f6nnen.<\/p>\n Peristaltikpumpen <\/b>bieten vornehmlich in Abf\u00fcllprozessen eine sinnvolle Alternative. Sie erm\u00f6glichen das gleichzeitige Aufnehmen und Abgeben des Reagenzes, ohne dass die Dispensierkan\u00fcle bewegt werden muss. Diese Pumpen zeichnen sich durch <\/span>schnelle Abf\u00fcllung<\/span><\/u>,<\/u> die <\/span>Vermeidung von Pumpenkontamination<\/u><\/span> und \u2013 sofern bei jedem Abf\u00fcllvorgang ein neuer Pumpenschlauch verwendet wird \u2013 die Verhinderung der \u00dcbertragung von Reagenzien von Batch zu Batch aus. Die Gesamtkosten f\u00fcr Peristaltikpumpen sind in der Regel niedriger als f\u00fcr Syringe-Pumpen.<\/span><\/p>\n Pr\u00e4zises Dispensieren mit Peristaltik-Pumpe und automatischem Walltouch<\/p><\/div>\n<\/div> Syringe-Pumpen <\/b>zeichnen sich durch eine klare Konstruktion mit Pumpenkolben und -zylinder aus, die von einem pr\u00e4zisen Antrieb bewegt werden. Die verschiedenen Eigenschaften der zu dosierenden Fl\u00fcssigkeiten werden durch vordefinierte Liquid-Klassen ber\u00fccksichtigt. Dies f\u00fchrt zu einer sehr genauen Dosierung (Accuracy\/Richtigkeit).<\/span><\/p>\n Peristaltik-Pumpen<\/b> verf\u00fcgen ebenfalls \u00fcber einen pr\u00e4zisen Antrieb. Allerdings ist ihr Dosierverhalten aufgrund der naturgegebenen, nicht immer exakten Schl\u00e4uche weniger pr\u00e4zise. Um dieses Problem zu l\u00f6sen, wird vor jedem Dosieren eine Kalibrierung durchgef\u00fchrt. Dabei werden alle systematischen Einfl\u00fcsse wie die Eigenschaften der Fl\u00fcssigkeiten, der Pumpen und der Schl\u00e4uche erfasst. Die tats\u00e4chliche Dispensiermengen werden mit den Zielmengen verglichen und anschlie\u00dfend \u00fcber die Pumpensteuerung korrigiert. Die Kalibrierung reduziert systematische Dispensierfehler erheblich. Es verbleibt lediglich ein temperatur- und nutzungsbedingter Fehler von wenigen Microliter, der bei den meisten Abf\u00fcllaufgaben, insbesondere bei gr\u00f6\u00dferen Dosismengen, vernachl\u00e4ssigbar ist. In den Abf\u00fcllautomaten von HTI stehen entsprechende Funktionen zur schnellen Durchf\u00fchrung der Kalibrierung zur Verf\u00fcgung.<\/span><\/p>\n Die Pr\u00e4zision (Streuung) der Dispensierung<\/b> beschreibt den statistischen Fehler, der oft durch die Anwendung selbst und nicht durch die Ger\u00e4te verursacht wird. Eine der Ursachen sind unregelm\u00e4\u00dfige Tropfenbildung an den Pipettenspitzen oder Dosierkan\u00fclen. Soweit es aus Gr\u00fcnden der Kontamination m\u00f6glich ist, kann die Pr\u00e4zision durch das sogenannte \u201eSurface-Touch\u201c oder \u201eWall-Touch\u201c verbessert werden, was bedeutet, dass die Pipettenspitze in die Fl\u00fcssigkeit eintaucht oder die Gef\u00e4\u00dfwand im Zielfl\u00fcssigkeitsbeh\u00e4lter ber\u00fchrt. Auch hierf\u00fcr bieten automatisierte Prozessorsysteme entsprechende L\u00f6sungen.<\/span><\/p>\n<\/div> Die Automatisierung des Liquid-Handlings bei Abf\u00fcllprozessen unterscheidet sich in Bezug auf die spezifischen Bedingungen der Prozessautomatisierung von herk\u00f6mmlichen Liquid-Handling-Anwendungen.<\/p>\n<\/div>\n
\nDieser Artikel bietet Einblicke in Technologien und L\u00f6sungen f\u00fcr Labortechnologie, von Pumpenwahl bis zur Prozessgestaltung:<\/u><\/span><\/p>\n\n
\nWie beeinflusst die Produktionsweise die Test-Kit-Herstellung?<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
\nSterilit\u00e4t, Durchsatzrate und Pr\u00e4zision<\/span><\/span><\/li>\n
\nWelches System passt zu Ihren Fl\u00fcssigkeitsdosierungsanforderungen?<\/span><\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n1. Prozessgestaltung in der automatisierten Test-Kit-Produktion: Kontinuierlicher vs. Batchbetrieb<\/h2>\n
<\/p>\n2. Effizientes Liquid Handling in automatisierten Abf\u00fcllprozessen: Anforderungen an Pr\u00e4zision, Sterilit\u00e4t und Durchsatzrate beim Dispensieren.<\/h2>\n
<\/span>Torun Ekblad, COO von Mabtech<\/h3><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
3. Vergleich von Syringe-Pumpen und Peristaltik-Pumpen f\u00fcr das automatisierte Liquid-Handling<\/h2>\n
4. Pr\u00e4zise Dosierung von Fl\u00fcssigkeiten: Syringe-Pumpen und Peristaltik-Pumpen im Vergleich<\/h2>\n
Fazit f\u00fcr das Automatisieren von Liquid-Handling<\/h2>\n
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