Robotik & Liquid Handling
Die HIPS Technologie Robotik und Liquid Handling ist eine hochmoderne Infrastruktur zur automatisierten Probenlagerung und -verarbeitung. Sie vereint leistungsfähige automatisierte Freezereinheiten, eine zentrale automatisierte Liquid-Handling-Workstation sowie ergänzende Liquid-Handling-Systeme zu einer integrierten Plattform für effiziente und reproduzierbare Arbeitsabläufe.
Ein zentraler Bestandteil ist der Beckman Coulter Echo 650T, der den kontaktfreien Flüssigkeitstransfer im Nanoliter-Bereich ermöglicht. Dadurch werden besonders ressourcenschonende Prozesse realisiert und High-Throughput Screenings erstmals am HIPS in großem Maßstab umsetzbar.
Ergänzt wird die Infrastruktur durch die Alpha-Build-Hochdurchsatzpipeline, die eine automatisierte Miniaturisierung von Klonierungs-, Transformations- und Assay-Prozessen im Nanoliterbereich erlaubt. Sie verknüpft den CyBio FeliX zur DNA-Bereitstellung, den Dispendix i.Dot für präzises Liquid Handling sowie ein RapidFire-MS-System (siehe HIPS Technologien Analytics) zur schnellen analytischen Auswertung und ermöglicht damit einen durchgängigen, automatisierten Workflow von der Konstruktion bis zur Analyse.
Die Facility dient der Lagerung von Library-Samples und Stammsammlungen (Compounds, Extrakte, Fraktionen, Plasmide, (Myxo)Bakterien-Stämme und GMOs) als auch der automatisierten Erstellung von Assay- und Screeningplatten, die in Hochdurchsatzverfahren im Bioaktivitätsscreening untersucht werden können.
Ein wesentlicher Teil der Geräteausstattung konnte durch Fördermittel des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) sowie durch Landesmittel des Saarlandes realisiert werden.
Automatisierte Freezer
SPT Labtech comPOUND und arktic Freezer
Die automatisierten Freezer SPT Labtech comPOUND (-20 °C, 2x) und SPT Labtech arktic (-80 °C, 1x) ermöglichen die zentrale, vollautomatisierte Lagerung großer Probenbibliotheken.
Die Systeme basieren auf robotergestützter Lagerlogistik in temperaturkontrollierten Einheiten. Vials werden ohne Racks direkt im System gelagert – im comPOUND in Karussells, im arktic in Metallröhren. Ein druckluftbasiertes Transportsystem erlaubt präzises Positionieren und schnellen Random-Access-Zugriff auf Einzelvials ohne Umlagerung.
Die Anforderung erfolgt softwaregesteuert, identifiziert über Barcodes und vollständig digital dokumentiert. Als Startpunkt des Screening-Workflows stellen die Systeme Proben automatisiert für nachgelagerte Prozesse bereit.
Features:
- Direkter Einzelvial-Zugriff (Random Access) oder Zugriff auf Serien
- Minimierung von Freeze-Thaw-Zyklen
- Hohe Lagerdichte bei schnellem Zugriff
- Barcodebasierte Rückverfolgbarkeit (HIPSbase)
- Hohe Ausfallsicherheit (Redundanz, USV, Monitoring, Backupsysteme)
- Für bis ca. 470.000 Proben
Liquid Handling
Echo Access Workstation mit Beckman Coulter Echo 650T
Die Echo Access Workstation ist eine hochautomatisierte Liquid-Handling-Plattform zur Herstellung von Assay- und Screeningplatten im Nanoliterbereich. Kernkomponente ist der Beckman Coulter Echo 650T für kontaktfreien Flüssigkeitstransfer.
Der Transfer erfolgt akustisch über fokussierte Ultraschallimpulse, die definierte Tropfen kontaktfrei übertragen. Volumina von 2,5 nL bis 2 µL ermöglichen hochpräzises Dosieren ohne Pipettenspitzen. „Any-to-any“-Transfers und direkte Verdünnungen erlauben maximale Flexibilität ohne Layout- oder Verdünnungsrestriktionen. Die Dynamic Fluid Analysis passt Parameter automatisch an Flüssigkeitseigenschaften an.
Integrierte Module (u. a. Dispenser, Sealer, Zentrifuge, Capper/Decapper) sind robotisch verknüpft und ermöglichen durchgängige, automatisierte Prozesse. Die Workstation verarbeitet Proben aus den Freezern zu fertigen Assayplatten und bildet das Zentrum des Screening-Workflows.
Features:
- Kontaktfreier akustischer Transfer (2,5 nL – 2 µL)
- Tipfreies Arbeiten, reduzierter Kunststoffverbrauch
- Any-to-any-Transfers ohne Layoutbindung
- Direkte Verdünnungen ohne serielle Schritte
- Automatische Anpassung an Flüssigkeitseigenschaften
- Hohe Präzision und Reproduzierbarkeit
- Vollautomatisierte Prozessketten (Screening, Genomics, Proteomics)
Integra Viaflo 384
Die Integra Viaflo 384 ist ein Liquid-Handling-System für Mikroliter-Volumina und die automatisierte Umformatierung von Platten (0,5–1.250 µL).
Das System nutzt elektronisch gesteuerte Mehrkanalpipetten mit Liquid-Class-Steuerung zur reproduzierbaren Anpassung an unterschiedliche Flüssigkeiten. Proben werden parallel aus Quell- in Zielplatten übertragen. Automatisierte Protokolle ermöglichen flexible Reformatierungen, einschließlich direkter 96- auf 384-Well-Konvertierung.
Die Viaflo übernimmt vorbereitende Schritte vor der Nanoliterverarbeitung im Echo-System und standardisiert Probenformate innerhalb des Workflows.
Features:
- Volumenbereich 0,5–1.250 µL
- Automatisierte Plattenreformatierung (z. B. 96 → 384 Well)
- Liquid-Class-basierte, reproduzierbare Pipettierung
- Parallele Mehrkanalverarbeitung für hohe Effizienz
- Verarbeitung von bis zu 96 Tubes gleichzeitig
- Reduktion manueller Pipettierschritte
- Zentrale Schnittstelle zwischen Tube- und Plate-Formaten
Integra Assist Plus
Der Integra Assist Plus ist ein kompaktes Automatisierungssystem zur Unterstützung manueller Pipettierprozesse im Volumenbereich von 0,5–1.250 µL.
Das System kombiniert eine automatisierte Pipettierplattform mit motorisierter Positionssteuerung. Die integrierte Voyager Mehrkanalpipette ermöglicht eine flexible Anpassung des Spitzenabstands für unterschiedliche Plattenformate per Knopfdruck. Das D-One Einkanalmodul erweitert das System für präzise Einzelpipettierungen, z. B. beim Cherry Picking. Auch die Verarbeitung größerer Volumina aus Reservoirs ist möglich.
Der Assist Plus wird für flexible, standardisierte Pipettierschritte eingesetzt und dient als Schnittstelle zwischen manuellen und automatisierten Prozessen im Workflow.
Features:
- Volumenbereich 0,5–1.250 µL
- Anpassbarer Spitzenabstand (96-/384-Well ohne Umrüsten)
- Kombination aus Mehrkanal- und Einkanalpipettierung
- Präzises Cherry Picking und flexible Layouts
- Verarbeitung aus Reservoirs für größere Volumina
- Einfache Bedienung ohne Programmierung
- Reduzierte Fehler, erhöhte Reproduzierbarkeit
Automatisiertes Bioaktivitätsscreening
Integra Welljet mit Stacker
Die beidenIntegra Welljet Systeme dienen der automatisierten Dispensierung von Medien, Reagenzien und Zellsuspensionen in Mikrotiterplatten (0,5 µL – 10 mL). Der integrierte Stacker ermöglicht die Verarbeitung von bis zu 50 Platten im kontinuierlichen Betrieb.
Die Dispensierung erfolgt über ein druckbasiertes Mehrkanalsystem für gleichmäßige Verteilung und scherkraftarme Abgabe, wodurch empfindliche Zellen geschont werden. Der Stacker unterstützt durchgängige, automatisierte Workflows mit konstantem Durchsatz.
Die Systeme werden zur standardisierten Herstellung von Assay- und Screeningplatten im Medium- bis High-Throughput eingesetzt.
Features:
- Volumenbereich 0,5 µL – 10 mL
- Automatisierte Dispensierung mit Mehrkanalsystem
- Homogene Verteilung über alle Wells
- Scherkraftarme, zellschonende Abgabe
- Integrierter Stacker (bis zu 50 Platten)
- Kontinuierliche, unterbrechungsfreie Workflows
- Hoher Durchsatz und Reproduzierbarkeit
Tecan Spark mit Barcode Scanner & Stacker
Der Tecan Spark ist ein multimodales Plattenlesegerät zur automatisierten Analyse von Screening-Experimenten. Der integrierte Stacker ermöglicht die Verarbeitung von bis zu 30 Platten im kontinuierlichen Betrieb.
Das System deckt ein breites Spektrum optischer Assays ab, darunter Absorption, Fluoreszenz, FRET, AlphaScreen/AlphaLISA sowie Lumineszenz und kinetische Messungen. Platten werden automatisiert zugeführt und per Barcode eindeutig identifiziert.
Die Messung erfolgt vollständig automatisiert und wird durch eine integrierte Software gesteuert, die Gerätekontrolle, Datenauswertung und QC kombiniert. Ergebnisse werden direkt in die HIPSbase-Datenbank übertragen. Der Spark bildet den analytischen Endpunkt des Screening-Workflows.
Features:
- Multimode-Detektion (Absorption, Fluoreszenz, FRET, AlphaScreen/AlphaLISA, Lumineszenz)
- Kinetische und zeitaufgelöste Messungen
- Integrierter Stacker (bis zu 30 Platten)
- Automatische Barcode-Identifikation
- Vollautomatisierte Messung und Datenauswertung
- Hoher Durchsatz und standardisierte Analyse
- Direkte Integration in HIPSbase (Rückverfolgbarkeit)
Synergy H1 Multi-Detektions-Platereader (Agilent)
Der Agilent Synergy H1 ist ein Multi-Detektions-Platereader zur Analyse biologischer Proben in 96- und 384-Well-Platten. Am HIPS wird er insbesondere für Langzeit- und kinetische Assays eingesetzt.
Das System kombiniert Absorptions-, Fluoreszenz- und Lumineszenzmessungen mit integrierter Schüttelinkubation. Proben werden über lange Zeiträume bei kontrollierter Temperatur in Bewegung gehalten, wobei Messzyklen automatisch unterbrochen und fortgesetzt werden.
Der Synergy H1 ermöglicht kontinuierliche Experimente über bis zu 96 Stunden und dient der Überwachung von Wachstum und Bioaktivität, z. B. in Antibiotika-Screenings. Er ergänzt bestehende Screening- und Liquid-Handling-Plattformen.
Features:
- Multimode-Detektion (Absorption, Fluoreszenz, Lumineszenz)
- Integrierte Schüttelinkubation für Langzeitmessungen
- Kontinuierliche Experimente bis zu 96 h (24/7-Betrieb)
- Kinetische Messungen und Wachstumskurven (z. B. OD600)
- Hohe Stabilität und Präzision im Dauerbetrieb
- Einsatz in 96- und 384-Well-Formaten
- Flexible Ergänzung zu HTS-Workflows
Capper und Decapper
Azenta IntelliXcap 96 Capper/Decapper
Der Azenta IntelliXcap 96 ist ein automatisiertes System zum Öffnen und Verschließen von 96er Tube-Racks.
Das System arbeitet mit synchronisierten Greif- und Drehmechanismen zur parallelen Verarbeitung aller Tubes. Austauschbare Kartuschen ermöglichen die flexible Nutzung verschiedener Verschlusssysteme. Eine kontrollierte Drehmomentsteuerung sorgt für reproduzierbares und dichtes Verschließen.
Der IntelliXcap unterstützt die Probenlogistik zwischen Lagerung, Liquid Handling und Screening innerhalb des Workflows.
Features:
- Paralleles Öffnen und Verschließen kompletter 96er Racks
- Austauschbare Kartuschen für unterschiedliche Verschlüsse
- Definierte Drehmomentkontrolle für sichere Versiegelung
- Vermeidung von Verdunstung und Leckagen
- Hoher Durchsatz durch Parallelverarbeitung
- Reduktion manueller Arbeitsschritte
Hochdurchsatz-Barcode-Scanner
Azenta/Ziath Mirage Rack Barcode-Scanner
Die two Ziath Mirage Systeme sind Hochdurchsatz-Barcode-Scanner zur schnellen Erfassung kompletter 96er Tube-Racks, inklusive der speziellen Echo-kompatiblen AcoustiX Tubes.
Die Systeme nutzen kamerabasierte Imaging-Technologie zur simultanen Erfassung aller 2D-Barcodes. Die Auswertung erfolgt über Cyclops- und DP5-Software für schnelle und zuverlässige Dekodierung und Visualisierung.
Die integrierte Non-Freeze-Technologie ermöglicht das direkte Scannen gefrorener Proben ohne Kondensation. Dadurch wird ein stabiler Betrieb unter Cold-Chain-Bedingungen gewährleistet.
Die Scanner dienen der digitalen Erfassung und Rückverfolgung von Proben innerhalb der Probenlogistik vor nachgelagerten Prozessen.
Features:
- Simultane Erfassung kompletter 96er Racks
- Kamerabasierte 2D-Barcode-Erkennung
- Schnelle Dekodierung (Cyclops & DP5 Software)
- Non-Freeze-Technologie für gefrorene Proben
- Keine Kondensation, stabiler Cold-Chain-Betrieb
- Hohe Effizienz bei großen Probenbibliotheken
- Lückenlose Rückverfolgbarkeit
Heat-Sealing-System
Agilent PlateLoc Sealer
Der Agilent PlateLoc Sealer ist ein automatisiertes Heat-Sealing-System zur Versiegelung von Mikrotiterplatten und zur Probenstabilisierung im Screening-Workflow.
Das System versiegelt Platten durch kontrollierte Wärme- und Druckeinwirkung mit einer speziellen Folie, die eine gleichmäßige und dichte Abdichtung aller Wells gewährleistet. Die verwendete Folie ist peelable und pierceable und kompatibel mit nachgelagerten Prozessen wie der Echo Access Workstation oder LC-MS-Analytik.
Der PlateLoc Sealer wird zur Stabilisierung von Assay- und Screeningplatten vor Inkubation, Lagerung oder Analyse eingesetzt.
Features:
- Automatisiertes Heat-Sealing von Mikrotiterplatten
- Gleichmäßige, reproduzierbare Versiegelung aller Wells
- Schutz vor Verdunstung und Kontamination
- Peelable & pierceable Folien
- Direkte Integration in Echo- und LC-MS-Workflows
- Kein zusätzlicher Öffnungs- oder Transferschritt erforderlich
- Erhöhte Prozesssicherheit und Effizienz
Alpha-Build Pipeline
CyBio FeliX
Der CyBio FeliX ist ein modularer Liquid-Handler zur automatisierten Probenvorbereitung und bildet den Ausgangspunkt der Alpha-Build-Pipeline.
Das System ermöglicht präzises Liquid Handling im Bereich von 1–1000 µL und unterstützt zentrale Workflows wie Plasmid- und gDNA-Extraktion, PCR-Setup, Normalisierung sowie die Vorbereitung bakterieller Extrakte. Automatischer Tool- und Tipwechsel sowie modulare Pipettierköpfe erlauben flexible, skalierbare Prozesse und eine nahtlose Integration in nachgelagerte Systeme.
Der CyBio FeliX übernimmt die standardisierte DNA-Bereitstellung für den I.DOT S und liefert reproduzierbare Proben für die RapidFire-MS-Analytik.
Features:
- Volumenbereich 1–1000 µL
- Automatisierte DNA- und Probenvorbereitung (Plasmid, gDNA, PCR)
- Modularer Aufbau mit austauschbaren Pipettierköpfen
- Automatischer Tool- und Tipwechsel
- Hohe Reproduzierbarkeit für KI-gestützte Workflows
- Integration in End-to-End-Pipeline (FeliX → I.DOT S → RapidFire)
- Reduzierter Reagenzien- und Plastikverbrauch (Miniaturisierung, wiederverwendbare Komponenten)
Dispendix i.Dot S
Der Dispendix I.DOT S ist ein kontaktloser Nanoliter-Liquid-Handler zur hochpräzisen Dispensierung kleinster Flüssigkeitsvolumina und bildet die zentrale Komponente der Alpha-Build-Pipeline.
Das System arbeitet mit einem nicht-kontaktierenden, druckbasierten Dispensierprinzip und ermöglicht die präzise Abgabe von 0,1 nL bis 30 µL. Acht parallel arbeitende Ventile erlauben schnelle Dispensierprozesse, während eine integrierte optische Tropfenerkennung jeden einzelnen Transfer überwacht und validiert. Any-Well-to-Any-Well-Dispensing ermöglicht maximale Flexibilität ohne Layoutrestriktionen.
Der I.DOT S übernimmt die Assemblierung und Reagenzdispensierung zwischen DNA-Bereitstellung (CyBio FeliX) und Analytik (RapidFire MS) und ist damit ein zentrales Bindeglied der automatisierten Design–Build–Test–Learn-Pipeline.
Features:
- Kontaktloses Dispensieren (0,1 nL – 30 µL)
- Optische Tropfenerkennung (Drop Tracking, hohe Genauigkeit)
- 8 parallele Dispensierkanäle für hohen Durchsatz
- Any-Well-to-Any-Well-Transfers ohne Layoutbindung
- Schnelle Dispensierung (z. B. nL-Transfers in Sekunden)
- Keine Kreuzkontamination (tipfrei)