Applications Note 197 August 2010

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Julius Günther
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1 Applications Note 97 August Technical Report Die Research plus Pipette leicht, zuverlässig und ergonomisch Kornelia Ewald, Michael Schicke AG, Hamburg, Deutschland; Liquid Handling GmbH, Hamburg, Deutschland Zusammenfassung Das Augenmerk bei einer Pipette liegt heute nicht mehr nur auf Präzision und Richtigkeit, sondern im Vordergrund stehen anwenderfreundliche Bedienmerkmale, welche die Belastungen beim Pipettieren reduzieren. Deshalb spielt für den Anwender die Ergonomie eine wesentliche Rolle. Vorrangig genannte Aspekte sind hierbei das Gewicht einer Pipette und der Kraftaufwand für die Bedienung. Zu den Bedienkräften zählen u.a. die Kraft zum Aufstecken und Abwerfen der Pipettenspitze. Die neuen mechanischen Pipetten der Pipettenfamilie Research plus weisen bei all diesen Eigenschaften optimale Werte auf. Einleitung Immer neue Ansprüche an Pipetten und verwandte Dosiergeräte haben zu einer Vielzahl unterschiedlichster Dosiersysteme geführt. Waren diese Geräte in den Anfängen noch für wenige spezielle Anwendungen vorgesehen, so kommen sie heute in den verschiedensten Bereichen zum Einsatz. Bedingt durch die Entwicklung, immer umfang- reichere Probenzahlen mit reduzierten Volumina bewältigen zu müssen, entstehen immer komfortablere Systeme zum Pipettieren und Dispensieren. Die neuen mechanischen Kolbenhubpipetten von, Research plus, sind mit einer Anzahl von außergewöhnlichen und patentierten Funktionen für das manuelle Pipettieren ausgestattet.

2 Application Note 97 Seite Verfederter Spitzenkonus Die Pipetten der neuen Pipettenfamilie verfügen über ein neuartiges Prinzip, einen sogenannten verfederten Spitzenkonus. [Abb.] Beim Aufstecken der Pipettenspitze auf den Konus wird dabei die verwendete Mehrkraft durch das Verfedern kompensiert. Dieses signalisiert den festen Sitz der Spitze. Dadurch ist zum einen ein wesentlich geringerer Kraftaufwand für den optimalen Spitzensitz erforderlich und zum anderen erleichtert die Kraftbegrenzung den späteren Abwurf der Pipettenspitze. Bei den Mehrkanalpipetten wird durch die Verfederung ein wesentlich besserer Spitzensitz und eine optimale Ausrichtung der Spitzen erreicht, d.h. ein Nachstecken der einzelnen Spitzen ist nicht erforderlich. Ein weiterer Effekt der Verfederung ist, dass der sogenannte slip stick, ein Ruckgleiten des Kolbens nach längerer Nichtbenutzung der Pipette, aufgehoben wird, da der Kolben der Pipette beim Aufstecken der Spitze automatisch bewegt wird. Dadurch ist ein vermehrter Kraftaufwand beim ersten Hub nicht mehr erforderlich. Research plus Pipette Abbildung : Verfederung des Spitzenkonus () führt zu einem verbesserten Spitzensitz beim Aufstecken der Pipettenspitze () Research Pipette Abbildung : Pipette ohne Verfederung

3 Application Note 97 Seite 3 Kräfte und Gewicht Im Vergleich mit diversen Wettbewerbspipetten wurden die Pipettier- und Überhubkräfte der Research plus Pipetten ermittelt [Abb. 3 und 4]. 35 Research plus Research 5 Standardkraft (N) Standardweg (mm) 5 5 Abbildung 3: Vergleich der Pipettierkräfte (ohne Spitzenabwurf) 5 4 3,8 Kraft (N) 7, 5,9 4, 4,9 6,3 6,4 3,4,6,9 6,8 6,8 5,9 5,,5 8,3 4,9 7, Pipette mit Originalspitze, µl Research plus Research Reference Abbildung 4: Vergleich der Überhubkräfte ( kg ˆ= 9,8 N) Die Säulendiagramme zeigen die Kräfte für den Hub (unterer Teil der Säule) und Überhub (oberer Teil). Referenz: AG, Qualitätssicherung; Daten ermittelt mit Zwick Kraft-Weg-Messmaschine Modell Zwick/Roell, Z5

4 Application Note 97 Seite 4 Des Weiteren wurde bei jeder Pipette mit der zugeordneten Pipettenspitze bei einer erreichbaren Aufnahmekraft von 5 N die jeweilige Abwurfkraft gemessen [Abb. 5]. Bei der Research plus ist diese Aufnahmekraft (5 N) durch die Verfederung nicht erreichbar Kraft (N) Pipette mit Originalspitze, µl Research plus Reference Abbildung 5: Abwurfkraft bei einer erreichbaren Aufnahmekraft von 5 N Im Vergleich mit diversen Wettbewerbspipetten ist die Research plus Pipette eine der leichtesten Pipetten im Markt [Abb. 6]. Firma Modell Research plus,5 µl Research plus µl Research plus. µl Daten: AG, Qualitätssicherung: ermittelt mit Mettler Toledo Waage AG 85, Seriennr Irrtum und technische Änderungen vorbehalten. Abbildung 6: Gewichtsvergleich (in Gramm)

5 Application Note 97 Seite 5 Neues Kolbenmaterial Zur Reduzierung der Bedienkräfte und des Gewichts der Research plus Pipetten wurden für die Herstellung des Pipettenkolbens im Volumenbereich µl (gelb) bis ml hochwertige Kunststoffe verwendet. Für den Zylinder wurde das Material PPS (Polyphenylensulfid, Fortron) eingesetzt, die Kolbenstange besteht aus PEI (Polyetherimid) und der Dichtring aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk). Durch die Verwendung dieser erprobten Werkstoffe und die neuartige Bauweise des Pipettenkolbens wird ein extrem leichtes Vor- und Zurückgleiten des Kolbens ermöglicht. Die verwendeten Kunststoffe wurden über einen längeren Zeitraum (. Hübe) mit unterschiedlichen Substanzen, wie z. B. Ethanol, Aceton, konzentrierte Salz- und Salpetersäure, auf Chemikalienbeständigkeit getestet. Dabei zeigten sie eine sehr gute Chemikalienresis-tenz. Desweiteren weisen sie eine hohe Temperaturbeständigkeit auf. Die Kolben der Pipetten im Volumenbereich, µl (grau) bestehen, wie schon die der Research Pipetten der vorherigen Generation, aus korrosionsfreiem VA-Stahl. Mehrkanalpipetten mit 4 bzw. 6 Kanälen Die Mehrkanalpipetten können auch mit weniger als 8 bzw. Kanälen benutzt werden. Um z. B. die Pipettenkonen den unterschiedlichen Abständen der Wells einer 4-Well oder 384-Well Mikrotiterplatte anzupassen, können Kolben und Spitzenkonen entfernt und damit inaktiviert werden. Auch das Befüllen von Gefäßen in Racks ist damit problemlos möglich. Das Vorgehen zum Reduzieren der Kanäle ist in der Application Note Nr. 98 beschrieben. Zuverlässigkeitsprüfung Im Rahmen der Zuverlässigkeitsprüfung wurden mit den Research plus Pipetten unter anderem nachfolgend aufgelistete Tests durchgeführt:. x Spitzenaufnahme. x Spitzenabwurfhübe. x Hübe inkl. Überhub 5. x Volumenverstellung 5 x Abziehen der Abwurfhülse x Ab-/Ankoppeln des Unterteils 75 Autoklavierzyklen ( C, bar, min.) Die Anzahl der jeweiligen Prüfungen entsprechen einer durchschnittlichen 5-jährigen Benutzung der Pipette. Zusätzlich erfolgten Tests wie Verstellung der Justierung, Falltest und die gravimetrische Überprüfung nach EN ISO Die Ergeb-nisse zeigten, dass die neue Pipettenfamilie von die Testanforderungen in vollem Umfang erfüllt und nach Ablauf der Tests keinerlei Beeinträchtigungen aufwies. Ausblick Die Funktion einer Pipette als Präzisionsmessgerät ist mittlerweile nur noch eine Anforderung, die an dieses Gerät gestellt wird. Andere, zusätzliche Eigenschaften einer Pipette sind zukünftig wesentliche Faktoren, die über die Eignung von Pipetten für bestimmte Anwendungen entscheiden. Die Research plus Pipette erfüllt vorhandene und zukünftige Anforderungen wie die Reduzierung von Bedienkräften und Gewicht oder die Verfederung des Arbeitskonus zur Reduzierung der Spitzenaufsteckkraft in bisher einmaliger Weise und ist zukunftsweisend in Design und Ergonomie. Vertrieb Deutschland GmbH Deutschland Tel: Fax: vertrieb@eppendorf.de Austria GmbH Österreich Tel: Fax: office@eppendorf.at Vaudaux- AG Schweiz Tel: Fax: vaudaux@vaudaux.ch Fortron ist eine eingetragene Marke von Ticona. eppendorf, Research und sind eingetragene Marken der AG. Research plus ist eine verwendete Marke der AG. Alle Rechte vorbehalten, einschließlich der Graphiken und Abbildungen Copyright 9- by AG. Order no: AA9 7WW /DE5/WEB/8/KW Application Support Tel: support@eppendorf.com

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