Forschung und Entwicklung im Geschäftsfeld Robotersysteme

Roboter zur mikrobiologischen Probenvorbereitung (Mirob)

Die Probenvorbereitung mikrobieller Analysen direkt von der Petrischale ist mit handelsüblicher Automatisierungstechnologie kaum befriedigend gelöst. Gerade die schnelle Identifizierung von Proben und Inhaltsstoffen durch Massenspektrometer, z.B. MALDI-TOF und ein Abgleich mit einer Datenbank (z.B. SARAMIS) verlangt nach einer weiteren Beschleunigung des Gesamtprozesses.

Gerade die Probenvorbereitung ist zeitintensiv und auch nicht ungefährlich, da der Mensch die hochkonzentrierte Mikroorganismen-Kolonie von der Agaroberfläche auf das Analysetarget händisch überträgt.

Projektziel

Ziel ist die automatische Probenvorbereitung zur mikrobiellen Artbestimmung durch Massenspektrometrie. Die Arterkennung beruht auf dem Nachweis von Schlüsselproteinen. Statt einer speziellen biochemischen Reaktion werden die Massen der auftretenden Proteine mit einer Datenbank abgeglichen. Der Roboter reduziert diese Vorbereitungszeit von 100 Proben auf unter eine Stunde. Dabei etabliert er zusätzlich in einer Mikrotiterplatte eine Reinzucht. Neben der einfachen Proben-Rückverfolgung über eine Datenbank ist somit auch der Zugriff auf den Mikroorganismus für Folgeuntersuchungen möglich.

Ablauf

Die Petrischalen werden über ein Förderband in den Roboter geschleust. Ein Vakuumsauger nimmt den Deckel ab, der Greifarm hebt die Platten vom Band und setzt sie auf einem 3-D-Tisch ab. Der Tisch positioniert die Schalen hochgenau, so dass auch Pin-Point-Kolonien von 0,5 mm Durchmesser sicher erkannt, ausgemessen und entnommen werden können. Das Zellmaterial wird auf dem Target abgestreift oder suspendiert. Anschließend impft derselbe Entnahmestab das in der Mikrotiterschale vorbereitete Kulturmedium an. Der Probenstab ist als Disposable ausgeführt und wird automatisch gewechselt. Nach Aufsetzen des Deckels werden die Petrischalen wieder über das Förderband aus der Roboterstation transportiert.