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Adaption von Pipettiervorgängen für Hochdurchsatz

Die Adaption von Pipettierprozessen für Hochdurchsatz:

Die BiMM Infrastruktur besteht aus drei automatisierten Geräten (Systemen). Diese hängen nicht in einer Straße zusammen und können individuell genutzt werden, wodurch sich ein breites Feld von Vorhaben realisieren lässt. (System I, II, III)

Die Systeme eignen sich um Anwendungen wie zum Beispiel MIC Bestimmung, ELISA, Reformatieren, automatische Ansatzaufbereitung für PCR etc. zu realisieren. Jede neue Anwendung wird vom BiMM Team vor der Umsetzung programmiert und getestet.

System I

Das System I (8-Kanal; STARlet) ist mit 8 individuell ansteuerbaren 1000 µl Kanälen ausgestattet, die jeweils ein Messsystem für Druck (Detektion von Verstopfungen) und eines für Kontakt zur Flüssigkeitsoberfläche beinhalten. Das ermöglicht hohe Prozesssicherheit während der Pipettierschritte. Die 8 Kanäle ermöglichen weiters die Realisierung von hoch komplexen Pipettiermustern in 96 und 384 Format. Das System ist weiters in der Lage Mikrotiterplatten zu transferieren und ein angeschlossener Barcodescanner sichert die Prozessüberwachung. Das System ist ebenfalls mit einem Koloniepickersystem ausgestattet, das Kolonien nach Form und/oder Farbe selektieren kann (EasyPick, Hamilton).

System II

Das System II (96-Kanal, STARlet) ist mit 96 gekoppelten 300 µl Pipettierkanälen ausgestattet. Zwei der 96 Kanäle sind mit Druck- und Flüssigkeitsdetektionssensor ausgestattet. Das System ist ebenfalls in der Lage Mikrotiterplatten zu transferieren und beinhaltet ein Barcodelesegerät. Somit lassen sich einfache Muster in 96 und 384 Format realisieren und Platten schnell kopieren.

System III

Das System III ist das Messsystem. Es besteht aus einer Inkubationskammer (Thermo Fisher, Cytomat), die bis zu 42 Mikrotiter Platten fasst, einem Roboterarm (Hamilton, RackRunner), der den Transfer innerhalb des Systems übernimmt, einem Barcode Reader und einem Multiwell-Spectrometer (Biotek, Synergy H1). Der Reader ist in der Lage Fluoreszenz, Lumineszenz und Absorbanz zu detektieren (monochromator). Der Reader ist ausserdem mit einem Injektorsystem ausgestattet, das die Zugabe von bis zu zwei Stoffen während der Messung ermöglicht.

Kombinatorische Pipeline

Eine durchgehende geräteübergreifende Methode zur Kombination von Mikroorganismen und Analyse gebildeter Metaboliten wurde für die Forschungsplattform BiMM – Bioaktive Molekulare Metaboliten implementiert. Teile der Methode sind adaptierbar und für externe User zugänglich.

Kombinatorische Methode:

Die Kombination der Mikroorganismen wird auf System I (8-Kanal) durchgeführt.

Inkubation der Kombinationen.

Das Reformatieren der Kombinationen in 96 deep well Platten wird auf System I (8-Kanal) durchgeführt.

Ein Aufschluß der Kombinationsorganismen (Hitze, Filter oder mechanisch) folgt.

Die so erhaltenen Extrakte werden im System II (96 Kanal) in Mikrotiterplatten mit Reportersystem transferiert.

Die Reportersysteme werden im System III gemessen.

Library pinnen (96 – 1536 pins per plate)

System II beinhaltet ergänzend eine Spezialanfertigung, die den 96-Kopf mit 0.5 mm breiten gefederten Nadeln (sog. Pins) verbindet. Mikroorganismen-Spezies (Klone, Mutanten, Isolate) können durch Kontaktübertragung (= pinnen) aus Flüssigmedium auf feste/flüssige Medien übertragen werden. Eine weitere Übertragung auf festes Medium lässt auch eine Verdichtung auf 1536 Klone pro Platte zu. Anwendungsmöglichkeiten sind Chemogenomics, systematische genetische Analyse, Hochdurchsatz screenen von geordneten Libraries auf Sensitivität gegenüber Substanzen etc. Diese Methode bietet eine resourcensparende Alternative zu reinen Flüssig-Screening-Anwendungen.

Datentracking über alle Prozesse

Alle Geräte sind mit Barcodelesegeräten ausgestattet und lassen so eine komplette automatische Zuordnung der manipulierten Labware und aller Pipettiervorgänge an jedem Gerät zu. Schlussendlich kann auch über den Geräteverbund bei kombinierten Prozessen ein lückenloses Datentracking aufrechterhalten werden.

Chemisch-analytischer Service

State-of-the-art hochauflösende Massenspektrometrie ermöglicht die Dereplikation von Naturstoffen in biologischen Proben mittels einer Suche in chemischen oder spektralen Datenbanken.

Methoden der Stabilisotopenmarkierung ermöglichen es, bioaktive Metabolite global zu annotieren.

Die Biotransformationen von Mykotoxinen, Arzneistoffen und andere Xenobiotica können mittels stabilisotopenmarkierten Tracern überwacht werden.

Analytische und preparative Hochleistungsflüssigkeitschromatograpie (HPLC) Systeme ermöglichen die Fraktionierung von bioaktiven Proben und die Isolation einzelner Substanzen.