Der Einfluß von Dosiertechniken auf das Analysenergebnis

USERGUIDE No. 20 I Juli 2015
Der Einfluß von Dosiertechniken
auf das Analysenergebnis
Kornelia Ewald, Eppendorf AG, Deutschland
Einleitung
Für Dosiersysteme gibt es entsprechend ihrer Konstruktion optimale Einsatzgebiete, aber auch physikalische
Grenzen in der Anwendung. Um die hohen Ansprüche an
die Präzision und Richtigkeit zu erfüllen, ist auf der einen
Seite ein präzises Gerät mit qualitativ hochwertigen Spitzen notwendig, auf der anderen Seite erfordert die Anwendung aber auch ausreichend praktische Erfahrung,
korrekte Handhabung und Sauberkeit der Dosiersysteme.
Dosiertechniken
Die am häufigsten benutzten Dosiertechniken sind das
Vorwärtspipettieren, reverses Pipettieren, Dispensieren,
Sequentielle Dispensieren und Verdünnen. Während mechanische Pipetten sich nur für das Vorwärts- und reverses
Pipettieren eignen, decken elektronische Dosiersysteme
häufig alle genannten Funktionen ab. Die Wahl der jeweils
geeigneten Dosiertechnik kann sich signifikant auf die
Analyseergebnisse auswirken.
Die Technik des Vorwärtspipettierens (Abb. 1) eignet sich
für wässrige Lösungen, die geringe Konzentrationen von
Protein oder Detergens enthalten können. Das Vorbenetzen
der Spitze verbessert das Analyseergebnis.
Für viskose oder schäumende Flüssigkeiten oder beim
Dosieren von sehr kleinen Probenvolumina können die
Ergebnisse durch reverses Pipettieren (Abb. 2) erheblich
verbessert werden. Dabei wird die Flüssigkeit mit Überhub
angesaugt und ohne Überhub abgegeben. Ein Rest der
Flüssigkeit verbleibt dabei in der Kunststoffspitze und wird
anschließend verworfen oder in das Entnahmegefäß zurückgegeben.
Beim Dispensieren wird die aufgenommene Flüssigkeit in
definierten Teilschritten abgegeben. Diese Technik findet
häufig Anwendung zum Abarbeiten langer Messreihen oder
zum Befüllen von Mikrotestplatten.
Beim Sequentiellen Dispensieren werden unterschiedliche
Volumina einer Lösung nacheinander in der gewünschten
Reihenfolge abgegeben. Diese Technik wird oft beim
serologischen Arbeiten oder bei ähnlichen Applikationen
angewendet.
Beim Verdünnen von Flüssigkeiten wird zunächst das erste
Volumen gefolgt von einer Luftblase und dem zweiten
Volumen angesaugt. Beide Volumina werden anschließend
in einem Schritt abgegeben. Diese Dosiertechnik erhöht
den Durchsatz und reduziert die Ermüdungserscheinungen
gegenüber dem zweimaligen Ansaugen und Abgeben mit
manuellen Pipetten – speziell bei größeren Volumina und
Mehrkanalpipetten.
Vorwärts und revers pipettieren
USERGUIDE I No. 20 I Seite 2
Transfer
Pipettiertechniken
Vorwärts pipettieren
Flüssigkeitsaufnahme
Transfer
1. Bedienknopf bis zum 1. Anschlag herunterdrücken
2.
Bedienknopf vollständig zurückgleiten lassen
Vorwärtspipettieren
Flüssigkeitsaufnahme
Flüssigkeitsabgabe
Flüssigkeitsabgabe
1. Bedienknopf bis zum 1. Anschlag herunterdrücken
3.
Bedienknopf über den 1. Anschlag weiter
bis lzum
Standard
ösungen
2. Bedienknopf vollständig zurüchgleiten lassen
wie Wasser, Puffer,
Anschlag
herunterdrücken
3. B2.
edienknopf
über den
1. Anschlag weiter bis zum
verdünnte Salzlösungen,
Beobachtung
Beobachtung
4. Anschließend befindet sich keine Flüssigkeit
mehr
Laugen empfohlen.
4. A
nschließend befindet sich keine Flüssigkeit in der
Spitze
in der Spitze
1.
2.
Anwendung wird für
2. Anschlag herunterdrücken
3.
verdünnte Säuren und
4.
RUHEPOSITION
1. ANSCHLAG
2. ANSCHLAG
Revers pipettieren
1. Bedienknopf bis zum 2. Anschlag herunterdrücken
2. Bedienknopf vollständig zurückgleiten lassen
Abbildung 1: Vorwärtspipettieren
Transfer
Reverses Pipettieren
Flüssigkeitsaufnahme
1. Bedienknopf bis zum 2. Anschlag herunterdrücken
3. Bedienknopf bis zum
1. Anschlag herunterdrücken
Anwendung wird für vis-
kose Lösungen,
Lösungen
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Flüssigkeitsabgabe
3. Bedienknopf bis zum 1. Anschlag herunterdrücken
stark benetzende Lösungs-
4. Anschließend befindet sich noch Flüssigkeit in der Spitze mittel empfohlen.
Beobachtung
4. A
nschließend befindet sich noch Flüssigkeit in der
(Überhubvolumen) Spitze (Überhubvolumen)
1.
RUHEPOSITION
1. ANSCHLAG
2. ANSCHLAG
Abbildung 2: Reverses Pipettieren
2.
3.
4.
UserguideNo
No020
020| page
| page33
Userguide
USERGUIDE I No. 20 I Seite 3
Optimumhandling
handlingofofmanual
manualpipettes
pipettes
Optimum
Table
Table
Table
1 11
1 11
22
-23-- 33
Optimale Eintauchtiefe [mm]
-24-- 44
12 2
23- 3
-3 6-- 66
@J
@J
@J
@J
@J
@J
@J
@J
@J
@J
@J
@J
@J
@J
@J
@J
@J
@J
Re
Resea
search
rch
Re
Resea
search
rch
rch
Resea
aspiration
of
the
liquid
the
hydrostatic
pressure
of
the
liquid
spirationofof
the
liquid
the
hydrostatic
pressure
the
liquid
piration
the
liquid
the
hydrostatic
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ofof
the
liquid
column
in
the
tip
falls
as
the
angle
of
inclination
of
the gehalolumninDie
in
the
falls
the
angle
inclination
of
the
lumn
the
tiptip
falls
asas
the
angle
ofof
inclination
of
the
Pipette
sollte
während
des
Ansaugens
senkrecht
pipette
increases.
This
will
result
in
an
increased
aspiration
pipette
increases.
This
will
result
increased
aspiration
pette increases.
This
result
inin
anan
increased
aspiration
ten werden.
Mitwill
zunehmendem
Neigungswinkel
der Pipette
beim
Aufziehen
der
Flüssigkeit
sinkt
der
hydrostatische
volume
[1].
The
deviation
in
volume
can
be
estimated
for
olume[1].
[1].The
Thedeviation
deviationininvolume
volumecan
canbebeestimated
estimatedfor
for
lume
Druck
der
Flüssigkeitssäule
in
der
Spitze
und
es
wird
ein
any
pipette
volume
and
angles
of
inclination.
With
an
angle
pipette
volume
and
angles
inclination.
With
angle
ynypipette
volume
and
angles
ofof
inclination.
With
anan
angle
größeres Volumen angesaugt [1]. Die Volumenabweichung
of
45°
diverging
from
the
vertical
the
extra
volume
with
of
45°
diverging
from
the
vertical
the
extra
volume
with
45°
diverging
from
the
vertical
the
extra
volume
with
a aa
lässt sich für beliebige Pipettenvolumina und Neigungswin1000
µl
pipette
is
2.9
µl
or
0.29
%.
For
a
100
µl
pipette
atder
000µlµl
pipette
2.9
or
0.29
%.
For
100
pipette
00
pipette
isis
2.9
µlµl
or
0.29
%.
For
a avon
100
µlµl
pipette
atat
kel
abschätzen.
Bei
einem
Winkel
45°
gegenüber
an
angle
of
60°,
an
extra
volume
of
0.53
µl
or
0.53
%
will
nangle
angle
of
60°,
an
extra
volume
of
0.53
µl
or
0.53
%
will
of
60°,
an
extra
volume
of
0.53
µl
or
0.53
%
will
Senkrechten beträgt das Mehrvolumen bei einer 1000-μLPipette
esult
(Fig.
3). 2,9 μL oder 0,29 %. Für eine 100-μL-Pipette bei
esult
(Fig.
sult
(Fig.
3).3).
einem
Winkel people
von
60° do
ergibt
sich
ein Mehrvolumen
The
fact
that
different
people
do
not
pipette
exactly
the von
The
fact
that
different
people
do
not
pipette
exactly
the
e fact
that
different
not
pipette
exactly
the
0,53 μL oder 0,53 % (Abb. 3).
same
volume
with
exactly
the
same
pipette
can
also
be
amevolume
volume
with
exactly
the
same
pipette
can
also
me
with
exactly
the
same
pipette
can
also
bebe
Die Tatsache, dass verschiedene Personen mit ein und
explained
by
factors
such
as
different
angles
of
inclination
xplained
factors
such
different
angles
inclination
plained
byby
factors
such
asas
different
angles
ofof
inclination
derselben Pipette nicht genau dasselbe Volumen pipettieren,
when
aspirating
liquid.
Although
the
effect
is
small
in
each
when
aspirating
liquid.
Although
the
effect
small
each
hen
aspirating
liquid.
the
effect
isis
small
inin
each
lässt sich
unterAlthough
anderem
auch
auf
unterschiedliche
Neinstance,
the
error
may
be
much
greater
when
all
of
the
nstance,gungswinkel
theerror
errormay
may
muchgreater
greater
whenallallofzurückführen.
ofthe
the
stance,
the
bebeAufziehen
much
when
beim
der Flüssigkeit
Obwohl
die
Auswirkung
im Einzelnen klein ist, kann der
differing
factors
are
added
together.
differing
factors
are
added
together.
fering factors
are
added
together.
Re
Resea
search
Re
rch
sea
Research
rch
Research
Research
Research
Research
Research
erfolgen.
>
Eshould
ine
Wartezeit
vonvertically
1vertically
bis 3 s during
für
das aspiration.
Aufsteigen
der
The
pipette
should
be
held
during
aspiration.
On
The
pipette
should
held
vertically
during
aspiration.
On
e pipette
bebe
held
On
Flüssigkeit in die Spitze sollte berücksichtigt werden.
Research
Research
Research
Research
2-4
3-6
Research
Research
Research
Research
Research
Optimum
immersion
depth
(mm)
Optimum
immersion
depth
(mm)
Optimum
immersion
depth
(mm)
Research
Research
Research
Research
rrespective
of
the
dispensing
technique
used,
the
following
rrespective
the
dispensing
technique
used,
the
following
espective
ofof
the
dispensing
technique
used,
the
following
Volume
(ml)
Volume
(ml)
Volume
(ml)
Optimale
Handhabung
manueller
Pipetten
tems
should
be
taken
into
consideration
during
pipetting:
emsshould
should
taken
into
consideration
during
pipetting:
ms
bebe
taken
into
consideration
during
pipetting:
0,1
0,1
0,1
- 1-- 11
l
In
the
case
of
air-cushion
pipettes,
the
pipette
tip
should
l
the
case
air-cushion
pipettes,
the
pipette
should
InIn
the
case
ofof
air-cushion
pipettes,
the
pipette
tiptip
should
Tabelle 1
Unabhängig von der jeweiligen Dosiertechnik sollten
be
selected
so
that
the
air
cushion
between
the
pipette
selected
that
the
cushion
between
the
pipette
bebe
selected
soso
that
the
airair
cushion
between
the
pipette
1100
100
100
während
des
Pipettierens
folgende
Punkte
beachtet
werden: 1-1Volumen [μL]
piston
and
the
surface
of
the
liquid
is
as
small
as
possipiston
the
surface
the
liquid
small
possipiston
and
surface
ofof
the
liquid
isis
asas
small
asas
possi> and
Im the
Fall
von
Luftpolsterpipetten
sollte
die Pipettenspitze
101
1000
101
-- 1000
101
-0,1
1000
-1
sosmaller
gewählt
werden,
dass
dasthe
Luftpolster
zwischen
dem
ble.
The
smaller
the
tip,
the
lower
the
air
volume,
and
the
ble.
The
the
tip,
the
lower
the
volume,
and
the
ble.
The
smaller
the
tip,
the
lower
airair
volume,
and
the
1
100
1001
10000
1001
-- 10000
1001
- 10000
Pipettenkolben
und
der
Flüssigkeitsoberfläche
so klein
greater
the
accuracy
of
the
results
will
be.
greater
the
accuracy
the
results
will
be.
greater
the
accuracy
ofof
the
results
will
be.
101 - 1000
wie möglich ist. Je kleiner die Spitze ist, desto kleiner ist
1001 - 10000
l
When
aspirating
the
liquid,
the
tip
should
only
be
iml
When
aspirating
the
liquid,
the
should
only
imWhen
aspirating
the
liquid,
the
tiptip
should
only
bebe
imdas Luftvolumen und desto höher ist die Richtigkeit der
mersed
a
few
millimeters
into
the
medium
(Tab.1,
Fig.
3).
mersed
a
few
millimeters
into
the
medium
(Tab.1,
Fig.
3).
mersed aErgebnisse.
few millimeters into the medium (Tab.1, Fig. 3).
l
The
filled
tip
should
be
moved
up
against
the
wall
of
the
l
The
filled
tip
should
moved
against
the
wall
the
The
filled
tip
should
bebe
moved
upup
against
wall
ofof
the
> Zum
Ansaugen
der
Flüssigkeit
solltethe
die
Spitze
nur
wenige
Millimeter
in dasof
Medium
eintauchen
(Tab.of1,
Abb.
3).
vessel
to
avoid
residues
of
liquid
on
the
outside
of
the
tip.
vessel
avoid
residues
of
liquid
on
the
outside
of
the
tip.
vessel
toto
avoid
residues
liquid
on
the
outside
the
tip.
> Die the
gefüllte
Spitze
sollte
an
der will
Gefäßwand
abgestreift
werl
Pre-wetting
the
tip
two
or
three
times
will
improve
the
l
Pre-wetting
the
two
three
times
will
improve
the
Pre-wetting
tiptip
two
oror
three
times
improve
the
den, um Flüssigkeitsreste an der Außenfläche der
accuracy
and
precision
of
the
results.
accuracy
and
precision
the
results.
accuracy
and
precision
ofof
the
results.
Spitze zu vermeiden.
l
Liquid
should
be
aspirated
slowly
and
evenly.
l
Liquid
aspirated
slowly
and
evenly.
Liquid
should
bebe
aspirated
slowly
and
evenly.
>should
Das zweibis
dreimalige
Vorbenetzen
der Spitze verbessert
l
A
waiting
period
of
to
seconds
should
be
allowed
l
waiting
period
to
seconds
should
allowed
AA
waiting
period
ofof
1 11
tound
3 33
seconds
should
bebe
allowed
die
Richtigkeit
Präzision
der
Ergebnisse.
for
the
liquid
to
rise
in
the
tip. sollte langsam und gleichmäßig
for
the
liquid
rise
the
tip.
>
D
ie Flüssigkeitsaufnahme
for
the
liquid
toto
rise
inin
the
tip.
¨@J
¨@J
¨@J
¨@J
¨@J
¨@J
¨@J
¨@J
¨@J
systematische
systematische
systematische
VPQBJ>QF@
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VPQBJ>QF@
VPQBJ>QF@
VPQBJ>QF@
VPQBJ>QF@
VPQBJ>QF@
VPQBJ>QF@
Messabweichung
Messabweichung
Messabweichung
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
JB>PROBJBKQABSF>QFLK
0.2–0.4
%
0,6–0,8%
1,0–1,2%
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
¨Ë
Abbildung 3:
Der Einfluss der Eintauchtiefe und des Haltewinkels der Pipette während
Fehler in Verbindung mit anderen Versäumnissen insgesamt
der Flüssigkeitsaufnahme
Figure
3:
Figure
Figure
3:3:
wesentlich größer sein.
1. Pipette vertikal, Eintauchtiefe der Spitze in die Flüssigkeit ca. 1 cm
Influence
of
immersion
depth
and
holding
angle
of
pipette
during
Influence
immersion
depth
and
holding
angle
pipette
during
Influence
ofof
immersion
depth
and
holding
angle
ofof
pipette
during
2. Pipette vertikal, Eintauchtiefe der Spitze in die Flüssigkeit ca. 3 cm
aspiration
of
liquid:
aspiration
of
liquid:
aspiration
of
liquid:
3. P
ipette bei einem Haltewinkel von 30° bis 40°, Eintauchtiefe der
1.
Pipette
vertical,
immersion
depth
of
tip
in
liquid
approx.
1 cm
cm
Pipette
vertical,
immersion
depth
liquid
approx.
1.1.
Pipette
immersion
ofof
tiptip
in in
liquid
approx.
11
cm
Spitzevertical,
in
die Flüssigkeit
ca. 3depth
bis
4 cm
2.
Pipette
vertical,
immersion
depth
of
tip
in
liquid
approx.
3 cm
cm
Pipette
vertical,
immersion
depth
liquid
approx.
2.2.
Pipette
vertical,
immersion
depth
ofof
tiptip
in in
liquid
approx.
33
cm
3.
Pipette
at
holding
angle
of
30°
to
40°,
immersion
depth
of
tip
Pipette
aa holding
angle
30°
40°,
immersion
depth
3.3.
Pipette
atat
a holding
angle
ofof
30°
toto
40°,
immersion
depth
ofof
tiptip
in
liquid
approx.
3 cm
cm
to
4 cm
cm
liquid
approx.
in in
liquid
approx.
33
cm
toto
44
cm
USERGUIDE I No. 20 I Page 4
Literatur
[1] Lochner, K. H.; Ballweg, T.; Fahrenkrog, H.-H.: Untersuchungen zur Messgenauigkeit von Kolbenhubpipetten
mit Luftpolster. In: Lab Med 20 (1996), Nr. 7/8, S. 430–440.
Your local distributor: www.eppendorf.com/contact
Eppendorf AG · 22331 Hamburg · Germany
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