Spätestens seit dem Ausbruch der COVID-19-Pandemie redet die ganze Welt von PCR, auch wenn die Entdeckung der Polymerase-Kettenreaktion Jahrzehnte zurückliegt. Die Methode hat sich seither in vielfältigen Anwendungen bewährt und dank ihrer Fähigkeit, DNA-Zielsequenzen rasch zu vervielfältigen, zu einem zentralen Bestandteil von Forschung, Diagnostik und Forensik entwickelt. PCR umfasst zahlreiche Arbeitsphasen, die aus sich wiederholenden, zeitaufwändigen und oft mühsamen Pipettierschritten bestehen. Hier soll gezeigt werden, wie sich die Pipettier-Herausforderungen mit dem richtigen Instrumentarium erfolgreich bewältigen lassen und die Reproduzierbarkeit und Produktivität von PCR-Arbeitsabläufen enorm verbessert werden können.   

Herausforderungen beim Pipettieren von PCR-Anwendungen

PCR ist eine bewährte Methode, die viele Arbeitsschritte enthält, bei denen Reagenzien und Proben pipettiert werden müssen. Dabei birgt jeder dieser Schritte die Möglichkeit für menschliche Fehler, sodass sich die Gefahr für fehlerhafte Ergebnisse oder fehlgeschlagene Experimente potenziert. Zu den häufigsten Schwierigkeiten des Pipettierens bei PCR-Prozessen zählen:

• Präzise und repetitive Verfahren erfordern ein hohes Maß an Konzentration über einen langen Zeitraum, wobei Unterbrechungen zu Fehlern führen können.      
• Temperaturempfindliche Reagenzien und Proben können sich auf die Genauigkeit der Ergebnisse auswirken.
• Das Pipettieren von geringen Volumen mit variierender Viskosität und von „klebriger“ DNA kann schwierig sein. 
• Oft ist der Einsatz einer Vielzahl verschiedener Laborgerätschaften vorgeschrieben, was die Verwendung von Einkanalpipetten erforderlich macht. Dies wiederum kann zu Ermüdung führen und die Fehlerwahrscheinlichkeit erhöhen.

Maximale PCR-Effizienz dank hochwertigen Pipettiertechnologien

Die richtigen Pipettiertechniken und die korrekte Vorbereitung von Experimenten sind hinlänglich bekannt und werden im Allgemeinen in allen molekularbiologischen Disziplinen auch gut praktiziert. Beide Punkte sind wesentlich, um die Wahrscheinlichkeit einer Kontamination zu verringern und präzise Ergebnisse zu gewährleisten. Dies erleichtert jedoch keineswegs die Bewältigung der oben erwähnten Herausforderungen, insbesondere, wenn Proben in großer Anzahl zu verarbeiten sind. In solchen Fällen ist eine umfassendere Lösung erforderlich.

Unabhängig vom erforderlichen Durchsatz bietet INTEGRA spezielle Pipettiertechnologien, mit denen sich die vielfältigen Aufgaben in Zusammenhang mit PCR-Arbeitsabläufen bewältigen lassen. Die Pipettenvolumen reichen von 0,2 µl bis 5000 µl.  Unsere innovativen Reagenz-Reservoire mit SureFlo^TM-Anti-Abdichtungsrelief verringern Totvolumina in erheblichem Maße, was Einsparungen von teuren Reagenzien ermöglicht. Überdies lassen sich alle unsere Instrumente ganz leicht reinigen und sterilisieren und finden problemlos in Biosicherheitswerkbänken Platz, um das Kontaminationsrisiko zu verringern.

Belastungsfreies Arbeiten dank praktischer Funktionen 

Ein Möglichkeit für PCR-Anwendungen mit geringeren Durchsatzraten – bis zu einer halben Platte pro Tag – sind unsere EVOLVE-Ein- oder Mehrkanalpipetten, die mit praktischen Volumeneinstellrädern ausgestattet sind. Diese ermöglichen ein schnelleres und genaueres manuelles Arbeiten. Auch die elektronischen VIAFLO-Pipetten-Serie ist für PCR-Prozesse mit geringem Durchsatz geeignet, gleichzeitig aber auch höheren Anforderungen mit bis zu acht Platten pro Tag gewachsen. Elektronische Pipetten tragen bei repetitiven Pipettieraufgaben zur Verringerung der Fehlerrate bei und eignen sich für die geringen Flüssigkeitsvolumen. Diese sind für PCR-Prozessanordnungen typisch, da sie präzise Ergebnisse und hohe Durchsatzraten liefern. Beispielsweise bietet der Repeat-Dispense-Modus eine effizienzsteigernde Option für das Aliquotieren von Mastermischungen oder Pipettierreagenzien auf eine ganze Platte.      

Erfahren Sie, wie die elektronischen VIAFLO-Pipetten von INTEGRA Forschenden an der Harvard Medical School bei PCR-Flüssigkeitstransfers helfen.

Vereinfachte Transfers zwischen Laborgefäßen

Teil des PCR-Setups ist der Flüssigkeitstransfer zwischen Laborgefäßen unterschiedlicher Formate, z. B. PCR-Platten, Röhrchen und Geltaschen – eine mühevolle und äußerst fehleranfällige Aufgabe, die auf längere Sicht Verletzungen durch wiederholte Belastung hervorrufen kann. Unsere VOYAGER-Pipetten mit einstellbarem Spitzenabstand beseitigen diese althergebrachten Probleme, beschleunigen den Vorgang und eliminieren Transferfehler; gleichzeitig bleibt aufgrund der ergonomischen Einhandbedienung immer eine Hand frei für die Handhabung von Laborgefäßen. Sehen Sie sich an, wie die VOYAGER zur Vereinfachung und Optimierung von PCR-Protokollen beiträgt, bei denen Proben aus 1,5 ml-Mikrozentrifugenröhrchen in 96-Well-Platten übertragen werden müssen und die Probenzugabe zu Agarose-Geltaschen für die Elektrophorese erforderlich ist.

PCR-Anwendungen mit höheren Durchsatzraten

Mit Blick auf PCR-Setups, die auf hohe Durchsatzleistungen ausgelegt sind – mehr als acht Platten pro Tag – steht eine ganze Reihe an Optionen zur Verfügung, die sich für Labore unterschiedlicher Größe und finanzieller Möglichkeiten eignen. Mit den elektronischen VIAFLO 96- und VIAFLO 384-Kanal-Handpipetten sowie der tragbaren elektronischen MINI 96-Kanalpipette lassen sich die Zahl der Arbeitsschritte senken und eine höhere Produktivität und Reproduzierbarkeit erreichen. Der MINI 96 ist besonders gut geeignet für PCR-Arbeitsprozesse und kann Template-DNA in einem Pipettierschritt nahtlos aus einer 96-Well-Platte in eine 96-Well-PCR-Platte übertragen.

Entdecken Sie, wie es Octapharma Biopharmaceuticals GmbH in Frankfurt am Main mithilfe der elektronischen VIAFLO 96-Pipette von INTEGRA gelang, den Zeitaufwand zur Durchführung von PCR-Assays um über 60 % zu senken.

Erhöhte Durchsatzraten dank Automatisierung

Zur Produktpalette von INTEGRA zählen zudem Pipettierroboter, mit denen sich Arbeitsabläufe komplett automatisieren lassen. Dies spart Zeit und steigert die Produktivität von Laboren mit hoher Durchsatzleistung. Ebenfalls eignen sich die Roboter auch für Labore, die das mit manuellen Arbeitsschritten verbundene Kontaminationsrisiko ausschließen wollen.

Die COVID-19-Pandemie, die Labore aufgrund des hohen Bedarfs an PCR-Tests enorm unter Druck gesetzt hat, hat die Wichtigkeit von automatisierten Lösungen verdeutlicht. Entdecken Sie, wie es einem Team der Mikrobiologie- und Molekularpathologie-Abteilung bei Sullivan Nicolaides Pathology in Brisbane, Australien, gelang, die Herausforderungen von SARS-CoV-2-Tests mithilfe des ASSIST PLUS-Pipettierroboters von INTEGRA zu bewältigen. Dieses System eignet sich perfekt für die Entwicklung automatisierter PCR-Protokolle zur Abwicklung der vielfältigen Pipettierschritte im Rahmen des PCR-Arbeitsablaufs und trägt so dazu bei, die beispiellose Nachfrage in den Griff zu bekommen. Lesen Sie, wie sich mit diesem System mehr Proben in weniger Zeit verarbeiten lassen und die benötigte Vorbereitungszeit einer 384-Well-qPCR-Platte von 1,5 Stunden auf 12 Minuten gesenkt werden kann.  

Verringerung der Kontamination

Eine Pipette ist nur so gut wie ihre Spitzen. Deshalb hat INTEGRA die GripTips als Ergänzung des Angebots von PCR-Pipettierlösungen entwickelt. GripTips werden in einer Reinraumumgebung hergestellt, um Kontamination mit RNasen, DNasen und PCR-Inhibitoren zu verhindern. Sie sind mit einer Reinheitserklärung ausgestattet, welche die Einhaltung aller Bestimmungen bestätigt. Die Spitzen zeichnen sich durch perfekten Sitz auf allen INTEGRA-Pipettiersystemen aus. Sie rasten dank ihrer speziellen Form mühelos auf jeder Pipette ein, sodass sie nie tropfen oder abfallen, was auch das Kontaminationsrisiko verringert.

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