Richtig pipettieren im Labor: Anleitung und Tipps

Richtiges Pipettieren – wie geht das eigentlich? Je nach Pipetten-Art kommen unterschiedliche Vorgehensweisen infrage. Das Gute daran: Die Unterschiede sind recht gering und sie sind mit guter Vorbereitung einfach zu bewerkstelligen. Welche verschiedenen Pipetten es gibt und worauf beim richtigen Pipettieren im Labor geachtet werden sollte, haben wir in diesem Blogbeitrag kurz zusammengefasst.

Arten von Pipetten

Pipette ist nicht gleich Pipette – je nachdem, mit was für einer Menge und Art von Medium gearbeitet werden soll, kommen unterschiedliche Pipetten-Arten infrage. Eine erste Unterscheidung kann hinsichtlich des Funktionsprinzips gemacht werden. So können Sie beispielsweise mit der Funktion der Vollpipette richtig pipettieren, aber auch mit der Funktion der Luftpolsterpipette.

• Vollpipette: Bei sogenannten Vollpipetten bzw. Direkt-Verdränger-Pipetten wird die aufzunehmende Flüssigkeit direkt durch den Kolbenhub eingezogen. Dadurch kommt sie direkt mit Kolben und Zylinder in Kontakt. Üblicherweise werden Pipetten des Direkt-Verdränger-Prinzips für nichtwässrige und viskose Flüssigkeiten (man denke etwa an Glycerin oder Aceton) verwendet. Sie besitzen ein fest definiertes Volumen, das durch einen Strich markiert ist.
   
• Luftpolsterpipette: Dem gegenüber stehen Luftpolsterpipetten, die eher für das richtige Pipettieren im Milliliter- und Mikroliter-Bereich zum Einsatz kommen. Bei diesem Funktionsprinzip wird die Probe nicht direkt in die Pipette eingesaugt, sondern in eine aufzusteckende Pipettenspitze aus Kunststoff.

Im Folgenden werden einige Pipetten-Arten vorgestellt, die entweder nach dem Vollpipetten- oder dem Luftpolsterprinzip funktionieren:

Tropfpipetten

Tropfpipetten, die auch unter der Bezeichnung "Pasteurpipetten" zu finden sind, gehören zu den Vollpipetten. Sie werden hauptsächlich dann verwendet, wenn kleine Flüssigkeitsmengen ohne direkte Volumenvorgabe von einem Behälter in einen anderen transportiert werden sollen. Sie bestehen aus einem Glasrohr mit etwa 5 mm Durchmesser und einem Gummisauger am oberen Ende. Um eine solche Vollpipette richtig zu benützen, muss der Gummisauger gedrückt werden.

Mikroliter- und Milliliterpipetten

Für besonders kleine Volumina (von 5000 µL bis 0,1 µL) werden Mikroliter- oder Milliliterpipetten verwendet, die genauer als Glaspipetten arbeiten. Sie gleichen im Aufbau Kolbenhubpipetten und waren früher auch unter dem Namen "Marburg-Pipette" bekannt. Es ist besonders wichtig, diese Pipette richtig zu benutzen, da geringste Abweichungen leicht passieren können.

Multipetten

Multipetten bzw. Handdispenser besitzen ebenfalls ein Luftpolster, können Flüssigkeiten allerdings durch ein direktverdrängendes Reservoir aufnehmen. Somit können größere Mengen gleichzeitig pipettiert werden, die nicht "in einem" abgegeben werden, sondern in mehreren kleinen Schritten des gleichen Volumens. Auch können damit Mikrotiterplatten schneller befüllt werden.

Offene Pipetten

Offene Pipetten sind inzwischen veraltet und kommen kaum noch zum Einsatz. Das hat auch den Grund, dass es schwerer ist, diese Pipette richtig zu benutzen: Zuerst wird die Flüssigkeit mit dem Mund durch die offene Pipette angesaugt und durch ein Loslassen am Zielort wieder abgelassen. Bei diesem Direkt-Verdränger-Prinzip kommt es allerdings schnell zu Verunreinigungen oder sogar gesundheitlichen Bedenken durch Dämpfe oder Kontakt.

Kolbenhubpipetten

Diese Pipetten-Art gehört zu den Luftpolsterpipetten und verfügt über einen beweglichen Kolben, der eine darunterliegende Luftsäule bewegt. In der Aufwärtsbewegung entsteht unter der Luft ein Vakuum, wodurch Flüssigkeit in die aufgesetzte Pipettenspitze gezogen wird. Da nur dieser Teil mit der Probe in Berührung kommt, ist er aus Plastik und kann danach verworfen werden. Diese Pipetten kommen sowohl mit einem fest eingestellten als auch mit einem variablen Volumen vor.

Eine spezielle Form stellen übrigens direktverdrängende Kolbenhubpipetten dar, bei denen das Luftpolster durch einen eingebauten Kolben mit direktem Kontakt eliminiert wird. So können stark viskose Lösungen richtig pipettiert werden, ohne dass sie mit Aerosolen des Luftpolsters in Kontakt kommen.

Mehrkanalpipetten

Mehrkanalpipetten gehören ebenfalls zu den Kolbenhubpipetten und können als Sonderform angesehen werden. Sie besitzen acht bis 12 Kanäle, die gleichzeitig betrieben werden können. Diese sind in einem Raster angeordnet, sodass mehrere Platten gleichzeitig bearbeitet werden können – das spart Zeit im Labor.

Aufbau einer Eppendorf-Pipette

Zu den wohl bekanntesten Dosiersystemen gehört die Eppendorf-Pipette, die nach dem Hersteller benannt ist und heutzutage in keinem Labor fehlt. Sie gehört zu den Luftpolsterpipetten. Um mit einer Eppendorf richtig zu pipettieren, sollte der Aufbau bekannt sein. Dieser gliedert sich in die folgenden Bestandteile:

• Bedienknopf: Dieser befindet sich ganz oben an der Pipette und muss zur Flüssigkeitsaufnahme heruntergedrückt werden. Dadurch fährt der Kolben nach unten und verdrängt das Luftvolumen.
• Zählwerk: Das Zählwerk dient als Volumenanzeige, wobei das eingestellte Volumen von oben nach unten abgelesen wird. Über einen Einstellring unter dem Dosierknopf lässt es sich bei variablen Pipetten justieren.
• Kolben: Der Kolben besteht üblicherweise aus Keramik und befindet sich im Inneren der Eppendorf-Pipette. Er ist von einer Dichtung umgeben und sitzt auf dem Luftpolster.
• Spitzenabwerfer: Als Spitzenabwerfer wird der längliche Teil im unteren Bereich der Pipette bezeichnet. Er befindet sich unter dem Kolben.
• Pipettenkonus: Schließlich gibt es noch den Spitzenkonus, auf den die Pipettenspitze aus Plastik aufgesetzt wird. Er optimiert die Kraft bei der Aufnahme und Abgabe der Spitze.

Da sich der Aufbau dieser Pipetten im Grunde nicht von anderen Luftpolsterpipetten unterscheidet, ist es recht einfach, auch mit einer Eppendorf richtig zu pipettieren.

8 Tipps für richtiges Pipettieren

Glücklicherweise gehört das richtige Pipettieren zu den einfacheren Aufgaben im Labor, solange auf eine richtige Vorgehensweise geachtet wird. Dazu gehört beispielsweise, einige übliche Anfängerfehler zu vermeiden. Auch das vorherige Überprüfen der Pipette sollte zu den festen Arbeitsschritten gehören. Die folgenden Tipps können dabei helfen, den Prozess noch deutlich zu vereinfachen.

1. Temperatur

Um falsche Volumina oder sogar Stoffreaktionen zu vermeiden, sollte auf die Temperaturen geachtet werden. Das umfasst sowohl die Pipette und die Spitzen als auch die Flüssigkeiten, mit denen gearbeitet wird. Idealerweise sollten diese an die Raumtemperatur angeglichen werden, sofern dies möglich ist.

2. Eintauchwinkel

Ein weiterer wichtiger Faktor ist der Eintauchwinkel. Dieser sollte bei jeder Probennahme in etwa gleich sein und 20° nicht überschreiten. Dadurch kann sichergestellt werden, dass auch wirklich nur die Flüssigkeit aufgenommen wird – und keine unerwünschten Lufteinschlüsse passieren.

3. Eintauchtiefe

Nicht nur der Winkel, sondern auch die Eintauchtiefe spielt beim richtigen Pipettieren eine elementare Rolle. Insbesondere Pipetten mit Plastikspitzen sollten nicht so tief in die Flüssigkeit gelangen können, dass Bereiche außerhalb der Spitze in einen direkten Kontakt kommen. Üblicherweise reicht eine Eintauchtiefe von zwei bis drei Millimetern zum Aspirieren völlig aus. Zusätzlich wird eine etwaige Tröpfchenbildung an der Pipettenspitze verhindert.

4. Richtig abstreifen

Nach dem Dispensieren sollte die Pipettenspitze außerdem am Gefäß abgestreift werden, um das Verschleppen von Tropfen zu verhindern. Dadurch wird die Arbeitsfläche um das Gefäß herum sauber und trocken gehalten – und auch keine ungewollten Flüssigkeitsmengen außerhalb des Pipettenvolumens transportiert. Zum Abstreifen kommen entweder die Seitenwand, die Flüssigkeitsoberfläche oder eine Dispersion in der Flüssigkeit selbst infrage.

5. Kalibrierung anpassen

Wird mit Material gearbeitet, dessen Dichte deutlich höher als jene von Wasser ist, müssen die meisten Pipetten vor dem richtigen Pipettieren kalibriert werden. Ansonsten droht die Gefahr, dass die Volumenanzeige nicht akkurat genug ist. Um die Pipette später richtig benutzen zu können, sollte die Kalibrierung entsprechend der Flüssigkeitsdichte erfolgen.

6. Spitzen vorbefüllen

Nachdem eine neue Plastikspitze aufgesteckt wurde, sollte die Flüssigkeit vor der eigentlichen Entnahme zwei- bis dreimal dispensiert werden. So werden beispielsweise Temperaturunterschiede ausgeglichen und der Luftraum innerhalb der Pipettenspitze befeuchtet. Dadurch lässt sich einem Verdunsten beim ersten Dispersant vorbeugen.

7. Volumenbereich beachten

Apropos erstes Dispersant: Sowohl das erste als auch das letzte Dispersant sollte bei Mehrfachdispensierungen verworfen werden. Statistisch gesehen enthalten diese beiden Pipettiervorgänge die größten Volumen-Abweichungen, was sich negativ auf das Gesamtergebnis auswirken kann.

8. Nicht alle Dispensate verwenden

Jede Messpipette ist mit einem Volumenbereich ausgestattet, der beim Pipettieren unbedingt berücksichtigt werden sollte. Ideale Ergebnisse werden nur dann erreicht, wenn die aufgenommene Flüssigkeitsmenge zwischen 35% und 100% des Volumenbereichs ausmacht. Dann werden benutzerbedingte Pipettierfehler auf ein Minimum reduziert.

9. Vorwärts und revers pipettieren

Zusätzlich können zwei Vorgehensweisen beim Pipettieren differenziert werden. Dabei handelt es sich um die folgenden:

Vorwärtspipettieren: Bei dieser Methode wird der Bedienknopf bis zum ersten Druckpunkt eingedrückt und dann losgelassen, um die Flüssigkeit einzusaugen. Um diese schließlich wieder abzugeben, wird der Bedienknopf erneut – dieses Mal bis zum Anschlag – eingedrückt.

Rückwärtspipettieren: Sollen hingegen stark viskose Flüssigkeiten pipettiert werden, besteht bei der Vorwärts-Methode die Gefahr, dass das eingestellte Volumen bis zum ersten Druckpunkt nicht vollständig aufgenommen wird. Daher wird beim Rückwärtspipettieren sofort bis zum Anschlag eingedrückt, um die Flüssigkeit durch ein Loslassen wieder auszublasen.

In wenigen Schritten richtig pipettieren lernen

Werden die vorher genannten Tipps beachtet, ist das richtige Benutzen einer Pipette ganz einfach. Die einzelnen Schritte des Vorgangs sehen dann wie folgt aus:

1. Pipettiervolumen beachten

In einem ersten Schritt muss das Pipettiervolumen eingestellt werden. Das geschieht ganz einfach am Zählwerk. Wichtig ist, hierbei das maximale Pipettiervolumen zu beachten.

2. Pipettenspitze aufsetzen

Die Pipettenspitze wird aufgesetzt, indem die Pipette mit etwas Druck auf die Spitze gepresst wird. Dazu sollte diese nicht mit der Hand aufgenommen werden, sondern in senkrechter Position auf dem Tischständer oder Regalhalter verbleiben.

3. Volumenaufnahme/Medium aufnehmen

Die Flüssigkeit wird danach mit der Vorwärts- oder der Rückwärtsmethode aufgenommen. Dazu muss der Bedienknopf entweder bis zum ersten Anschlag oder gänzlich gedrückt werden. Die Pipette muss dabei senkrecht für ca. zwei bis drei Millimeter in die Flüssigkeit gehalten werden.

4. Volumenabgabe/Medium abgeben

Danach wird die Spitze vorsichtig abgestreift und zum Zielmedium gebracht. Dort muss der Bedienknopf schließlich gänzlich bis zum zweiten Druckpunkt eingedrückt werden, um die Flüssigkeit zu entleeren.

5. Pipettenspitze abwerfen

Um die Plastikspitze nach der Verwendung abzuwerfen, muss nur noch der entsprechende Abwurfknopf gedrückt werden. Das sollte am besten direkt über dem Abwurfbehälter erfolgen, da die verwendeten Spitzen verworfen werden. Auch die Reinigung von Glaspipetten ist essenziell und sollte somit auf keinen Fall vernachlässigt werden.

Richtig pipettieren will gelernt sein

Richtig pipettieren gehört zu den Grundfertigkeiten in jedem Labor und ist prinzipiell ganz einfaches will aber natürlich trotzdem richtig gelernt sein. Wer sich an die obigen Tipps und die optimale Vorgehensweise hält, ist auf der sicheren Seite. Es gilt: Das Vermeiden von Fehlern spart Zeit und Übung macht den Meister.

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