Automated Liquid Handlers (ALH)

Automated Liquid Handlers

Kaum ein Arbeitsablauf im Labor kommt ohne Pipettieren aus. Ob es sich um die Vorbereitung einer PCR-Reaktion, die Dosierung von Reagenzien für einen ELISA-Test oder die Befüllung von Mikroplatten für Screening-Experimente handelt – das präzise und reproduzierbare Handling von Flüssigkeiten ist eine zentrale Voraussetzung für verlässliche Analysen.

Doch gerade diese Routinetätigkeit ist zeitaufwendig, monoton und anfällig für Fehler. Schon kleinste Abweichungen bei Volumina oder Kontaminationen können Ergebnisse verfälschen und Experimente gefährden. Mit steigenden Probenzahlen und wachsenden Anforderungen an Standardisierung stoßen manuelle Pipettiervorgänge schnell an ihre Grenzen.

Automated Liquid Handlers (ALH) übernehmen hier eine Schlüsselrolle. Sie automatisieren Pipettierschritte, entlasten das Personal von repetitiven Aufgaben und sichern gleichzeitig Präzision und Reproduzierbarkeit. Damit bilden sie das Rückgrat vieler moderner Laborprozesse – von der Molekularbiologie über die pharmazeutische Forschung bis hin zur klinischen Diagnostik.

Funktionen, Technologien und Systemarten

Automated Liquid Handlers sind weit mehr als „Pipettierroboter“. Sie vereinen verschiedene Technologien und Konfigurationen, die es ermöglichen, Flüssigkeiten in unterschiedlichsten Volumenbereichen zuverlässig, schnell und reproduzierbar zu handhaben.

Integration in den Laborworkflow

Moderne Liquid Handling Roboter sind nicht isolierte Geräte, sondern Teil kompletter Workflows. Sie lassen sich mit weiteren Modulen kombinieren – etwa für Extraktion, Probenvorbereitung oder Temperaturkontrolle – und durch Software steuern, die Protokolle verwaltet und Ergebnisse dokumentiert. So entsteht ein durchgängiger, standardisierter Arbeitsprozess, der von der Probenvorbereitung bis zur Analyse reicht.

Anwendungsbereiche

Automated Liquid Handlers kommen in nahezu allen Bereichen der modernen Laborarbeit zum Einsatz. Sie sind überall dort unverzichtbar, wo viele Proben zuverlässig, schnell und präzise verarbeitet werden müssen.

Molekularbiologie und Genetik

In molekularbiologischen Laboren gehört die automatisierte Flüssigkeitshandhabung längst zum Standard. Typische Anwendungen sind:

• PCR- und qPCR-Setups
• ELISA-Assays
• Next Generation Sequencing (NGS)
• Nukleinsäure-Isolierung

Besonders bei DNA- und RNA-Analysen ist die Reproduzierbarkeit entscheidend. Systeme wie das CyBio FeliX Extraction Set verbinden präzises Liquid Handling mit automatisierter Nukleinsäureextraktion und ermöglichen so eine effiziente Bearbeitung großer Probensätze.

Pharmazeutische Forschung und Screening

In der Arzneimittelforschung müssen Tausende von Substanzen schnell und verlässlich getestet werden. Hochdurchsatz-Screenings (HTS) bilden die Grundlage für die Identifizierung neuer Wirkstoffe. Automated Liquid Handlers übernehmen hier Pipettiervorgänge im 96-, 384- oder sogar 1536-Well-Format.

Neben klassischen Screening-Assays kommen sie auch in cell-based applications zum Einsatz, etwa bei der Vorbereitung und Behandlung zellbasierter Assays, die komplexe biologische Reaktionen nachbilden. Ein Beispiel für diesen Bereich sind Systeme wie der CyBio Well vario, die auf simultanes Pipettieren in sehr großem Maßstab ausgelegt sind und so Screening-Prozesse erheblich beschleunigen.

Diagnostik und klinische Labore

Auch in der klinischen Diagnostik nimmt die Automatisierung eine Schlüsselrolle ein. Standardisierte Pipettierprozesse stellen sicher, dass Proben wie Blut, Serum oder Plasma reproduzierbar vorbereitet werden – ein entscheidender Faktor für verlässliche Diagnosen. Kompakte Systeme, die sich leicht in bestehende Abläufe integrieren lassen, wie die CyBio SELMA-Serie, sind hier besonders vorteilhaft, da sie eine schnelle und fehlerfreie Bearbeitung ganzer Mikroplatten ermöglichen.

Chemische und industrielle Anwendungen

Neben Biowissenschaften und Diagnostik profitieren auch chemische und industrielle Labore vom automatisierten Liquid Handling. Hier geht es oft um die präzise Vorbereitung von Proben für analytische Verfahren oder die Untersuchung neuer Materialien. Flexible Plattformen wie die CyBio FeliX-Serie bieten durch ihre modulare Konfiguration die Möglichkeit, unterschiedlichste Anwendungen abzudecken – von der Probenvorbereitung bis hin zu Screening-Assays.

Akademische Forschung und Ausbildung

Automatisierte Pipettiersysteme sind nicht nur High-End-Geräte für Industrie und Pharma. Auch in Universitätslaboren gewinnen sie an Bedeutung. Sie vereinfachen Routineaufgaben, sichern reproduzierbare Ergebnisse und geben Forschenden mehr Freiraum für kreative Fragestellungen. Durch kompakte Bauweisen und modulare Konzepte sind ALH-Systeme inzwischen auch für kleinere Forschungseinrichtungen zugänglich.

Vorteile von Automated Liquid Handling

Die Einführung von Automated Liquid Handlers verändert den Laboralltag grundlegend. Sie entlasten das Fachpersonal, erhöhen die Qualität der Ergebnisse und schaffen Kapazitäten für anspruchsvollere Aufgaben.

Die wichtigsten Vorteile im Überblick:

• Effizienz und Zeitersparnis: Mehrere Proben oder ganze Platten lassen sich parallel bearbeiten. Routinetätigkeiten laufen automatisiert ab, wodurch die Bearbeitungszeit pro Projekt erheblich sinkt.
• Präzision und Reproduzierbarkeit: Pipettiervorgänge erfolgen standardisiert und mit höchster Genauigkeit – ein entscheidender Faktor bei Analysen im Nano- bis Mikroliterbereich.
• Sicherheit und Verlässlichkeit: Automatisierung reduziert das Risiko von Kontaminationen und minimiert die Variabilität, die durch manuelle Bedienung entstehen kann.
• Flexibilität: Von kompakten Geräten für wenige Proben bis hin zu Hochdurchsatzsystemen lassen sich Lösungen an individuelle Anforderungen anpassen. Systeme wie die modulare CyBio FeliX-Serie wachsen mit den Aufgaben und sichern Investitionen langfristig ab.
• Nachhaltigkeit: Durch optimierte Workflows werden Verbrauchsmaterialien und Reagenzien effizienter genutzt, was Kosten senkt und Ressourcen schont.

Damit wird deutlich: Automated Liquid Handling ist nicht nur eine Arbeitserleichterung, sondern ein entscheidender Wettbewerbsfaktor. Labore, die auf Automatisierung setzen, sind besser in der Lage, steigende Probensätze zu bewältigen und zugleich höchste Standards an Qualität und Sicherheit einzuhalten.

Herausforderungen und Trends

Automatisiertes Liquid Handling bringt eine Vielzahl an Vorteilen, stellt Labore jedoch auch vor neue Aufgaben. Wer die Einführung solcher Systeme plant, muss nicht nur die Technologie im Blick haben, sondern auch organisatorische und wirtschaftliche Faktoren berücksichtigen.

Zentrale Herausforderungen:

• Investitionskosten: Die Anschaffung automatisierter Systeme erfordert zunächst eine finanzielle Hürde. Gleichzeitig amortisieren sich die Kosten oft schnell durch höhere Effizienz, geringeren Personalaufwand und weniger fehlerbedingte Wiederholungen.
• Schulung und Akzeptanz: Mitarbeitende müssen mit den Geräten sicher umgehen können. Je nach Komplexität des Systems sind dafür gezielte Trainings notwendig, um Bedienung und Wartung zu beherrschen.
• Integration in bestehende Abläufe: Systeme entfalten ihr volles Potenzial erst, wenn sie nahtlos in Labor-Workflows eingebunden sind – inklusive Schnittstellen zu Analysesoftware und Datenbanken.

Neben diesen praktischen Aspekten prägen aktuelle Entwicklungen und Zukunftstrends den Markt für Automated Liquid Handlers:

Wichtige Trends:

• Miniaturisierung und Modularität: Systeme werden kleiner, flexibler und lassen sich besser an wechselnde Anforderungen anpassen – von semi-automatisierten Assistenten wie CyBio SELMA bis hin zu hochmodularen Plattformen wie CyBio FeliX.
• Künstliche Intelligenz (KI): KI-gestützte Systeme können Abläufe optimieren, Fehlerquellen frühzeitig erkennen und den Ressourceneinsatz intelligent steuern.
• Lab 4.0 und Vernetzung: Automated Liquid Handlers werden zunehmend in digitale Laborumgebungen integriert. So entsteht eine lückenlose Dokumentation, die auch regulatorischen Anforderungen gerecht wird.
• Nachhaltigkeit: Reduzierter Verbrauch von Spitzen, Reagenzien und Energie wird immer wichtiger – sowohl aus ökonomischen als auch aus ökologischen Gründen.

Damit zeigt sich: Automated Liquid Handling ist nicht nur eine Antwort auf die Anforderungen von heute, sondern auch ein Innovationstreiber, der die Zukunft der Laborarbeit prägen wird.

Zusammenfassung – ALH als Schlüsseltechnologie

Automated Liquid Handlers sind längst ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Laborarbeit. Sie übernehmen nicht nur monotone Pipettieraufgaben, sondern sichern die Grundlage für präzise, reproduzierbare und effiziente Analysen in einer Vielzahl von Disziplinen – von der Molekularbiologie über die pharmazeutische Forschung bis hin zur klinischen Diagnostik und industriellen Analytik.

Beispiele aus der Praxis zeigen, wie vielfältig die Einsatzmöglichkeiten sind:

• CyBio FeliX Extraction Set – für die Hochdurchsatz-Nukleinsäureextraktion in molekularbiologischen Anwendungen.
• CyBio FeliX Serie – eine modulare Plattform, die sich flexibel an unterschiedliche Workflows und Laborsituationen anpasst.
• CyBio SELMA Serie – kompakte, semi-automatisierte Assistenten für schnelle Routineaufgaben mit 96- oder 384-Well-Platten.
• CyBio Well vario Serie – für Hochdurchsatz-Screenings im großen Maßstab, mit bis zu 1536 Pipettierkanälen.

Diese Vielfalt verdeutlicht: Automated Liquid Handling ist nicht nur eine technologische Option, sondern ein Schlüssel zur Zukunftsfähigkeit von Laboren. Wer auf Automatisierung setzt, verschafft sich nicht nur Effizienzgewinne, sondern auch die Sicherheit, steigenden Anforderungen an Qualität, Standardisierung und Nachhaltigkeit langfristig gerecht zu werden.