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Obwohl beim Kauf automatisierter Liquid-Handling-Systeme eine Anfangsinvestition anfällt, lassen sich die Kosten schnell wieder amortisieren. Dies wird durch einen effizienteren Einsatz der Arbeitskräfte, die Vermeidung wiederholter Experimente aufgrund von Fehlern und die Vermeidung von Produktausschuss erreicht. Darüber hinaus helfen die intelligenten Büretten, die Verwendung falscher Lösungen zu vermeiden, indem sie vor Beginn des Experiments bei Fehlanwendung eine Warnung ausgeben.
Automatisiertes Liquid Handling: Der Schlüssel zu genauen und reproduzierbaren Ergebnissen
20.05.2024
Artikel
Liquid Handling ist eine der wichtigsten (und mühsamsten) Aufgaben im Analyselabor. Allerdings sind Analyseergebnisse nur dann genau und reproduzierbar, wenn das richtige Volumen an Probe, Lösungsmittel, Reagenz, Titriermittel oder Hilfslösung verwendet wird. Mit jeder manuell hergestellten Probe oder Lösung steigt das Risiko verfälschter Ergebnisse. Dieser Blog-Artikel diskutiert die vielen Vorteile der Automatisierung von Liquid Handling-Schritten.
Was ist Liquid Handling und welche Ausrüstung wird dafür benötigt?
Das Hauptkonzept des Liquid Handlings besteht darin, eine Lösung oder ein Reagenz verlustfrei und präzise von einem Ort zum anderen zu transportieren. Im Gegensatz zum manuellen Liquid Handling unter Verwendung von Messzylindern, Glasbüretten oder Pipetten nutzt man automatisierten Liquid Handling kolbenbetriebene Büretten.
Eine Kolbenbürette von Metrohm besteht aus drei wesentlichen Teilen: Kolben, Zylinder und Dosierantrieb (Abbildung 1). Zentrales Bauteil der Bürette ist ein Kolben innerhalb eines Zylinders, der meist aus Glas gefertigt ist. Der Kolben ist mit der Spindel eines motorisierten Dosierantriebs gekoppelt, welcher den Kolben im Zylinder auf und ab bewegt.
Abbildung 1.
Schematischer Querschnitt einer Kolbenbürette von Metrohm.
Das Dosiersystem kann wie in Abbildung 1 aufgebaut sein oder um 180° gedreht. Im hier gezeigten Beispiel kann beim Zurückziehen des Kolbens in Richtung des Dosierantriebs (Dosing Drive) Flüssigkeit durch den IN-Anschluss angesaugt werden. Umgekehrt wird Flüssigkeit durch den OUT-Anschluss dosiert, wenn der Kolben nach oben, also vom Antrieb weg, bewegt wird. Zum Umschalten zwischen diesen Anschlüssen dient ein automatisches Mehrwege-Scheibenventil.
Abbildung 2.
Metrohm 807 Dosiereinheiten sind in verschiedenen Größen von 2 ml bis 50 ml erhältlich.
Vielgestaltigkeit der Dosiergeräte
Motorkolbenbüretten von Metrohm bestehen aus einem elektronischen Dosierantrieb (Typ Dosimat oder Dosino) und einer Bürette (Typ Wechsel-, Dosier- oder Zylindereinheit). Metrohm-Büretten, z. B. die 807 Dosiereinheiten, sind in verschiedenen Größen von 2 mL bis 50 mL erhältlich (Abbildung 2).
Je nach Anwendung kommen unterschiedliche Werkstoffe zum Einsatz, die für die jeweilige Aufgabe optimal geeignet sind. Glaszylinder (Abbildung 2) werden für allgemeines Liquid Handling verwendet, während ETFE 807 Dosiereinheiten (Abbildung 3) mit ETFE-Zylindern für aggressivere Chemikalien, beispielsweise zur Dosierung von konzentrierteren alkalischen Reagenzien oder Flusssäure (HF) eingesetzt werden.
Abbildung 3.
Beispiel einer 807 Dosiereinheit ETFE (5 ml) zum Dosieren aggressiver Chemikalien wie Flusssäure.
Flexibilität bei der Steuerung bedeutet, dass diese Büretten für verschiedene Aufgaben im Bereich des Liquid Handlings verwendet werden können: zum Hinzufügen von Titriermitteln oder Hilfslösungen, Pipettieren, Verdünnen, zur Probenvorbereitung und vieles mehr. Diese Flexibilität ermöglicht den Einsatz von automatisiertem Liquid Handling für viele unterschiedliche Anwendungen wie Probenabmessung, Probenvorbereitung, Verdünnung und Standardaddition für Analysetechniken wie Titration oder Ionenchromatographie (IC).
Der Einsatz von automatisierten Liquid Handling-Geräten ist in den verschiedensten Industriezweigen, beispielsweise in der Pharmaindustrie, Erölraffinerien, der chemischen Produktion und der Umweltanalytik äußerst nützlich. Wenn präzise Mengen von Flüssigkeiten zu dosieren sind, ist die Automatisierung dieses Vorgangs empfehlenswert.
Lesen Sie unseren Blogbeitrag, um mehr über automatisierte Liquid Handling-Lösungen für die petrochemische Industrie zu erfahren.
Labor der Zukunft: Automatisierte Roboteranalyse von Erdölprodukten
Vorteile des automatisierten Liquid Handlings
Durch die Automatisierung des Liquid Handlings können Sie Ihren Laboralltag erheblich vereinfachen und es ergeben sich die folgenden Vorteile:
Die Arbeitsschritte des automatisierten Liquid Handlings werden schneller und eigenständig erledigt, sodass Sie sich auf andere, anspruchsvollere Aufgaben konzentrieren können. So kann beispielsweise auf Knopfdruck automatisch ein Eluent gemischt oder gar eine ganze Titrationsreihe über Nacht durchgeführt werden, ohne dass dafür Laborpersonal nötig ist.
Durch die Automatisierung des Liquid Handlings können potenziell gefährliche oder giftige Substanzen sicherer gehandhabt werden, da der direkte Kontakt mit diesen Substanzen minimiert wird. Die Lösung wird in eine Flasche gefüllt, die zu einem Dosiergerät gehört. Wird die Lösung benötigt, muss der Anwender lediglich eine Taste drücken.
Fazit
Wenn Sie in Ihrem Labor immer noch manuell mit Pipetten, Glasbüretten und anderen Arten von Messzylindern arbeiten, ist es an der Zeit, über eine Automatisierung Ihrer Flüssigkeitshandhabungsprozesse nachzudenken. Heutzutage können elektronische Büretten viel mehr, als nur eine Flüssigkeit von einem Ort zum anderen zu transportieren. Genaue, präzise und kosteneffiziente Flüssigkeitszugabe und Probenvorbereitung sind nur einige der Vorteile bei der Umstellung auf die automatisierte Flüssigkeitshandhabung im Labor.
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