Häufige Fragen zur Mikrodosierung

Hier finden Sie Antworten auf häufige Fragen zur Mikrodosierung: zur berührungslosen Dosierung, zum Liquid Handling im Pikoliter- und Nanoliterbereich, zum Microarray-Druck, zum Dosieren von Biomolekülen und zu den Systemen der M2-Automation. Diese FAQ helfen Forschungsgruppen, Assay-Entwicklern, Diagnostikunternehmen und OEM-Partnern, die passende Mikrodosiertechnologie, Geräteplattform und den passenden Arbeitsablauf für ihre Anwendung einzuordnen.

Was ist Mikrodosierung im Labor?

Mikrodosierung ist das präzise Dosieren sehr kleiner Flüssigkeitsvolumen, typischerweise im Pikoliter-, Nanoliter- oder Mikroliterbereich. Sie kommt zum Einsatz, wenn herkömmliches Liquid Handling zu grob, zu ungenau ist oder zu viel Probe verbraucht. Typische Anwendungen sind Microarray-Druck, die Funktionalisierung von Biosensoren, Assay-Miniaturisierung, die Entwicklung diagnostischer Tests und das Dosieren wertvoller biologischer Proben.

Was ist Liquid Handling kleinster Volumina?

Liquid Handling kleinster Volumina bezeichnet das kontrollierte Handhaben und Dosieren sehr kleiner Flüssigkeitsmengen – meist unterhalb des Mikroliterbereichs bis hinunter zu Nanoliter- und Pikoliter-Volumina. Besonders nützlich ist es, wenn Proben teuer, begrenzt oder empfindlich sind.

In Life Sciences und Diagnostik senkt es den Probenverbrauch, ermöglicht die Assay-Miniaturisierung und verbessert die Reproduzierbarkeit von Dosierprozessen mit kleinen Volumina.

Worin unterscheidet sich Mikrodosierung vom herkömmlichen Pipettieren?

Herkömmliches Pipettieren ist auf Mikroliter-Volumina und größere Flüssigkeitstransfers ausgelegt. Die Mikrodosierung arbeitet mit deutlich kleineren Volumina und erzeugt Tropfen im Nanoliter- oder Pikoliterbereich.

Sie wird eingesetzt, wenn Tropfen präzise platziert, Spots reproduzierbar gebildet oder Proben äußerst sparsam verbraucht werden sollen – vor allem bei Microarrays, Biosensoren, Lab-on-a-Chip-Bauteilen und miniaturisierten Assays.

Warum ist Mikrodosierung bei wertvollen Proben sinnvoll?

Mikrodosierung gibt sehr kleine Flüssigkeitsmengen genau und reproduzierbar ab. Das senkt den Probenverbrauch und schont wertvolle Materialien wie Proteine, Antikörper, Antigene, Allergene, Zellen oder andere Biomoleküle.

Bei Protein-Microarrays oder in der Entwicklung diagnostischer Assays zählt schon eine kleine Einsparung an Probe – in der Forschung, in der Optimierung und in der Produktion.

Welche Branchen nutzen Mikrodosierung?

Mikrodosierung wird in Life Sciences, Diagnostik, Biotechnologie, pharmazeutischer Forschung, Assay-Entwicklung, Biosensorentwicklung, Laborautomation und Microarray-Produktion eingesetzt. Typische Anwender sind Forschungslabore, Diagnostikunternehmen, Assay-Entwickler, Biotechnologieunternehmen, OEM-Partner und Organisationen, die mit wertvollen oder nur in kleinen Mengen verfügbaren biologischen Proben arbeiten.

Was ist berührungslose Dosierung?

Bei der berührungslosen Dosierung wird der Flüssigkeitstropfen auf die Zieloberfläche übertragen, ohne dass der Dosierer die Oberfläche berührt. Der Tropfen wird aus dem Dosierer ausgestoßen und landet kontrolliert auf dem Substrat. Das senkt das Risiko der Kreuzkontamination, schont empfindliche Oberflächen und erlaubt präzises Dosieren auf Objektträger, Membranen, Mikrotiterplatten, Biosensoren oder kundenspezifische Substrate.

Wie funktioniert berührungslose Dosierung?

Ein definiertes Flüssigkeitsvolumen wird aus dem Dosierkopf ausgestoßen und durch die Luft auf die Zieloberfläche übertragen. Je nach Technologie entsteht der Tropfen piezoelektrisch, druckgetrieben oder nach einem anderen Dosierprinzip. Die Dosierparameter werden auf Flüssigkeitseigenschaften, Zielmaterial, gewünschtes Volumen und Anwendung abgestimmt.

Welche Vorteile hat berührungslose Dosierung?

Die wichtigsten Vorteile sind die präzise Tropfenplatzierung, der fehlende Kontakt mit der Zieloberfläche, das geringere Kontaminationsrisiko und die Eignung für empfindliche oder strukturierte Substrate. Berührungslose Dosierung ist besonders nützlich, wenn die Zieloberfläche nicht berührt werden darf, viele verschiedene Proben dosiert werden oder eine reproduzierbare Tropfenbildung gefordert ist.

Wann sollte ich berührungslos statt kontaktbasiert dosieren?

Berührungslose Dosierung empfiehlt sich, wenn Kontaminationsrisiko, Oberflächenschäden, Verschleppung oder ungleichmäßige Spotbildung minimiert werden müssen. Sie ist auch die richtige Wahl beim Dosieren auf empfindliche, beschichtete, strukturierte oder kundenspezifische Substrate.

Kontaktbasierte Dosierverfahren können für bestimmte Anwendungen geeignet sein. Für empfindliche biologische Proben, den Druck von Microarrays, die Funktionalisierung von Biosensoren und die Entwicklung diagnostischer Assays werden jedoch häufig berührungslose Dosierverfahren bevorzugt.

Eignet sich berührungslose Dosierung für empfindliche biologische Proben?

Ja. Berührungslose Dosierung eignet sich für empfindliche biologische Proben wie Proteine, Antikörper, Antigene, Allergene, Nukleinsäuren oder Zellen – abhängig von den Probeneigenschaften und den Anforderungen der Anwendung.

Weil sich jede Probe anders verhält, empfiehlt M2-Automation, Flüssigkeit, Pufferzusammensetzung, Viskosität, Zieloberfläche und die nötigen Dosierparameter in einer Anwendungsbewertung oder Machbarkeitsstudie zu prüfen.

Was ist Pikoliter-Dosierung?

Pikoliter-Dosierung ist das kontrollierte Dosieren von Flüssigkeitsvolumen im Pikoliterbereich. Ein Pikoliter ist ein Billionstel Liter. Sie kommt zum Einsatz, wenn extrem kleine Tropfen gefragt sind – etwa beim Druck hochdichter Microarrays, bei der Oberflächenfunktionalisierung oder in der Entwicklung miniaturisierter Assays.

Wie piezoelektrisch erzeugte Pikoliter-Tropfen im Detail entstehen, erklärt unser Technischer Leitfaden zur piezoelektrischen Mikrodosierung.

Was ist Nanoliter-Dosierung?

Nanoliter-Dosierung ist das kontrollierte Dosieren von Flüssigkeitsvolumen im Nanoliterbereich. Ein Nanoliter ist ein Milliardstel Liter. Sie wird häufig in der Assay-Entwicklung, beim Dosieren von Reagenzien, im Liquid Handling kleiner Volumina und überall dort eingesetzt, wo größere Tropfen als im Pikoliterbereich gebraucht werden.

Wann sollte ich im Pikoliter- oder im Nanoliterbereich dosieren?

Pikoliter-Dosierung passt, wenn sehr kleine, reproduzierbare Tropfen gefordert sind. Typische Einsatzfälle sind Microarray-Druck, die Produktion von Protein-Arrays, die Funktionalisierung von Biosensoren, miniaturisierte Assays und Anwendungen mit minimalem Probenverbrauch. Besonders relevant ist sie bei wertvollen Biomolekülen und wenn viele einzelne Spots auf begrenzter Fläche gedruckt werden müssen.

Nanoliter-Dosierung passt, wenn das benötigte Volumen größer als ein typischer Pikoliter-Tropfen, aber noch deutlich kleiner als beim herkömmlichen Pipettieren ist. Sie eignet sich für das Dosieren von Reagenzien, die Assay-Miniaturisierung, das Dosieren in Mikrotiterplatten, Lab-on-a-Chip-Anwendungen oder diagnostische Arbeitsabläufe mit kleinen Volumina. Die Wahl zwischen Pikoliter- und Nanoliter-Dosierung richtet sich nach Assay-Format, Zieloberfläche, Probeneigenschaften und gefordertem Durchsatz.

Was beeinflusst die Tropfengröße bei der Mikrodosierung?

Die Tropfengröße hängt von der Dosiertechnologie, der Geometrie von Düse oder Spitze, der Viskosität der Flüssigkeit, der Oberflächenspannung, der Pufferzusammensetzung, den Dosierparametern, den Umgebungsbedingungen und der Zieloberfläche ab. Für verlässliche Ergebnisse sollten die Dosierparameter auf die jeweilige Flüssigkeit und Anwendung optimiert werden – besonders bei biologischen Proben wie Proteinen, Antikörpern, Antigenen, Allergenen oder Zellen.

Welche Probenarten lassen sich mit den Mikrodosiersystemen von M2-Automation verarbeiten?

Die Mikrodosiersysteme von M2-Automation verarbeiten viele Arten von Flüssigkeiten und biologischen Proben – abhängig von Anwendung und Flüssigkeitseigenschaften. Typische Beispiele sind Biomoleküle, Proteine, Antikörper, Antigene, Allergene, Nukleinsäuren, Zellen, Reagenzien und Assay-Komponenten.

Ob sich eine Probe eignet, hängt von Viskosität, Stabilität, Pufferzusammensetzung und dem benötigten Dosiervolumen ab. Für spezielle Proben bewertet M2-Automation die Anforderungen der Anwendung. Sprechen Sie dafür unsere Anwendungsspezialisten an.

Welche biologischen Proben lassen sich mit den Mikrodosiersystemen von M2-Automation dosieren?

Die Mikrodosiersysteme von M2-Automation eignen sich für ein breites Spektrum biologischer Proben – abhängig von Flüssigkeitseigenschaften, Formulierung, benötigtem Volumen und Zieloberfläche.

Typische Probenarten:

Probenart	Typische Anwendungen	Wichtige Faktoren
Proteine	Protein-Microarrays, Immunoassays, Funktionalisierung von Biosensoren, Entwicklung diagnostischer Assays	Proteinstabilität, Pufferzusammensetzung, Wechselwirkung mit der Oberfläche, Spotmorphologie, Reproduzierbarkeit
Antikörper	Antikörper-Microarrays, Immunoassays, Biosensoren, Multiplex-Diagnostik	Formulierung, Konzentration, Viskosität, Zieloberfläche, Gleichmäßigkeit der Tropfen
Antigene	Antigen-Arrays, Entwicklung diagnostischer Tests, Immunoassays	Kompatibilität mit dem Mikrodosierer, Stabilität, Bindung an die Oberfläche, Assay-Leistung
Allergene	Allergen-Microarrays, Multiplex-Allergiediagnostik	Reproduzierbare Spotbildung, geringer Probenverbrauch, stabile Immobilisierung
Zellen	Zellbasierte Assays, Zelldosierung, Zelldruck	Zellgröße, Konzentration, Sedimentation, Viabilität, Scherempfindlichkeit
Viskose Flüssigkeiten	Spezielle Reagenzien, Puffer oder biologische Formulierungen	Dynamische Viskosität, Oberflächenspannung, Dosiertechnologie, Dosierparameter

Für empfindliche oder komplexe Proben empfiehlt M2-Automation eine Anwendungsanalyse oder Machbarkeitsstudie. Dies hilft dabei, geeignete Dosierparameter, die Konfiguration des Mikrodosierers sowie die Substratkompatibilität zu ermitteln, bevor das endgültige System ausgewählt wird.

Was ist Microarray-Druck?

Beim Microarray-Druck werden kleine, definierte Flüssigkeitsspots in einem geordneten Muster auf eine Zieloberfläche gesetzt. Die Spots können Biomoleküle wie Proteine, Antikörper, Antigene, Allergene, DNA, RNA oder andere Assay-Komponenten enthalten. Microarray-Druck wird in Forschung, Diagnostik, Biosensorentwicklung und Multiplex-Assays eingesetzt.

Beim Druck von Protein-Microarrays werden proteinhaltige Tropfen präzise auf eine Oberfläche aufgetragen – einen Objektträger, eine Membran, einen Chip oder ein anderes Substrat. Ziel ist ein Array aus Proteinspots für analytische oder diagnostische Anwendungen. Wichtige Parameter sind Spotgröße, Spotmorphologie, Proteinstabilität, Oberflächenchemie, Luftfeuchte, Dosiervolumen und Reproduzierbarkeit.

Ein Allergen-Microarray ist ein Multiplex-Assay-Format, bei dem verschiedene Allergenkomponenten als kleine Spots auf einer Oberfläche immobilisiert sind. So lassen sich mehrere allergenspezifische Reaktionen in einem kompakten Testformat analysieren.

Wie unterstützt Mikrodosierung die Entwicklung diagnostischer Assays?

Mikrodosierung platziert kleine Flüssigkeitsvolumen präzise, senkt den Probenverbrauch und ermöglicht miniaturisierte Assay-Formate. Sie wird für Protein-Arrays, Antigen-Arrays, Allergen-Arrays, Biosensoren, Lab-on-a-Chip-Bauteile und Multiplex-Immunoassays eingesetzt.

Wie hilft Mikrodosierung bei der Assay-Miniaturisierung?

Mikrodosierung senkt die benötigten Proben- und Reagenzienvolumen und hält die Flüssigkeit dabei kontrolliert an ihrem Platz. Kleinere Volumina ermöglichen eine höhere Assay-Dichte, können Kosten reduzieren und erlauben es, mit begrenztem Probenmaterial mehr Bedingungen zu testen.

Die Assay-Miniaturisierung verlangt eine sorgfältige Optimierung von Dosierparametern, Zieloberflächen, Verdunstungskontrolle und Detektion.

Was sollte ich vor dem Kauf eines Mikrodosiergeräts bedenken?

Vor dem Kauf eines Mikrodosiergeräts sollten Sie den benötigten Volumenbereich, die Probenarten, die Zielsubstrate, die Anzahl der Proben, den Durchsatz, den Automatisierungsbedarf, die Umgebungsanforderungen, den Reinigungsprozess, die Erwartungen an die Qualitätskontrolle und Ihre Pläne für das spätere Scale-up festlegen.

Eine Machbarkeitsstudie zeigt, ob die gewählte Dosiertechnologie für die vorgesehene Anwendung geeignet ist.

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Kann ein Gerät für verschiedene Anwendungen genutzt werden?

Ja, je nach Konfiguration lässt sich ein Gerät für verschiedene Anwendungen einsetzen. Die Dosierköpfe sind austauschbar; der Wechsel zwischen PDMD und M2MD dauert nur 1 bis 2 Minuten.

Unterschiedliche Anwendungen können unterschiedliche Dosierköpfe, Substrathalter, Parameter oder Anpassungen des Arbeitsablaufs erfordern.

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Wie wird der passende Mikrodosierer bestimmt?

Die Wahl des Mikrodosierers richtet sich nach den Anforderungen des Versuchsaufbaus.

• Für spezielles Liquid Handling im Pikoliterbereich ist der PDMD eine gute Wahl.
• Wenn Sie zwischen einigen Nanolitern und wenigen Mikrolitern dosieren wollen, passt der M2MD AD am besten.
• Wenn Sie dieselbe Flüssigkeit mehrfach dosieren wollen, können Sie den M2MD BD einsetzen. Für weitere Informationen sprechen Sie uns an.

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Welchen Vorteil hat ein Vakuumtisch gegenüber einem planaren Substrathalter?

Auf dem Vakuumtisch lässt sich jede Art von Substrat fixieren, auf das Sie spotten möchten.

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Meine Substrate haben eine sehr spezielle Form. Kann ich eine maßgeschneiderte Lösung oder einen eigenen Substrattisch anfragen?

Ja, das ist möglich. Auf Basis Ihrer Anforderungen entwirft unsere Konstruktionsabteilung ein Modell speziell für Sie.

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Was ist der Unterschied zwischen einer Einkanal- und einer Zweikanal-Spritzenpumpe?

Mit der Einkanal-Spritzenpumpe nutzen Sie eine Systemflüssigkeit, mit der Zweikanal-Spritzenpumpe zwei.

Als erste Systemflüssigkeit empfehlen wir Reinstwasser. Als zweite Systemflüssigkeit eignet sich zum Beispiel Alkohol – er dient dem Entgasen des Systems ebenso wie der Desinfektion.

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Sind die Dosierköpfe austauschbar?

Ja.

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Wie lange dauert das Umrüsten bei einem Wechsel des Dosierkopfs?

Der Wechsel zwischen PDMD und M2MD dauert nur 1–2 Minuten.

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Wie finde ich heraus, welches System für meine Anwendung am besten passt?

Zunächst bewerten wir die Anforderungen Ihres Projekts, um das am besten geeignete System zu ermitteln. Zusätzlich bieten wir einen Testlauf in unserem Haus an.

Für die vollständige Prozessoptimierung arbeiten wir eng und direkt mit unseren Kunden zusammen, damit sie die beste Lösung für ihren Zweck erhalten. Schulung und Betreuung nach dem Kauf gehören ebenfalls zu unserem Service.

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Können mehrere Personen an einem Gerät arbeiten?

Ja. Unsere InDot-Software verwaltet mehrere Benutzerkonten mit jeweils eigenen Läufen und Anwendungen.

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Welche Systemflüssigkeiten können eingesetzt werden?

Der Flüssigkeitsweg der Systeme iZERO, iONE, iTWO und iFOUR verträgt gängige Lösungsmittel ebenso wie aggressivere Substanzen wie DMSO. Dennoch empfehlen wir Reinstwasser als erste Systemflüssigkeit. Als zweite Systemflüssigkeit eignet sich zum Beispiel Alkohol.

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Ich habe einen besonderen Laboraufbau. Welches System passt zu meinem Versuch?

Sprechen Sie uns an. Wir prüfen Ihre Anforderungen und geben Ihnen einen Überblick über die Optionen, die zu Ihrem Laboraufbau passen.

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Kann ich alle Arten von Lösungen verwenden?

Die Grenze setzt die dynamische Viskosität der Lösung. Flüssigkeiten mit einer Viskosität von bis zu 8,4 mPa·s lassen sich dosieren.

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Kann ich für die zu dosierenden Proben unterschiedliche Spotting-Parameter verwenden?

Ja, das ist möglich. Die Parameter werden im Spotmuster (Pattern) festgelegt.

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Was ist eine Machbarkeitsstudie?

Eine Machbarkeitsstudie ist eine Anwendungsbewertung. Sie klärt, ob sich eine Flüssigkeit, ein Substrat und eine Dosieranforderung mit einer bestimmten Mikrodosier-Konfiguration umsetzen lassen. Dazu gehören Tests zu Probenverhalten, Tropfenbildung, Spotqualität, Dosierparametern, Substratkompatibilität und Anforderungen an den Arbeitsablauf.

Eine Machbarkeitsstudie ist sinnvoll, da die Leistung bei der Mikrodosierung stark von der Flüssigkeit, der Zieloberfläche und den Anwendungsanforderungen abhängt. Wer die echte Probe auf dem echten Substrat testet, senkt das technische Risiko, bevor ein Gerät ausgewählt oder konfiguriert wird. Das gilt besonders für empfindliche Biomoleküle, kundenspezifische Substrate, neue Assay-Formate und produktionsnahe Arbeitsabläufe.

Wie läuft die Zusammenarbeit von der ersten Anfrage bis zum fertigen System ab?

Unser Prozess beginnt damit, Ihre konkreten Anwendungsanforderungen zu verstehen. Nach dem ersten Kontakt können wir eine kostenlose Demo oder Machbarkeitsstudie anbieten. Bei Bedarf unterstützen wir Sie außerdem bei der Pilotfertigung im Rahmen unseres Contract Manufacturing Service (CMS) sowie bei der Assay-Entwicklung.

Sobald die Anforderungen festgelegt sind, entwickelt und konfiguriert unser Expertenteam in Berlin die passende Mikrodosierlösung für Ihre Anwendung. Nach Fertigstellung können Sie das System entweder bei uns vor Ort übernehmen und direkt geschult werden oder wir liefern es zu Ihnen und führen die Schulung bei Ihnen vor Ort durch.

Auch nach Installation und Einweisung sind wir weiterhin für Sie da. Unser M2-Expertenteam unterstützt bei technischen Fragen und im laufenden Betrieb.

Can M2-Automation microdispensing systems be connected to the internet?

Under no circumstances should the systems be connected to the internet. The built-in PC must never be used for applications not authorised by M2-Automation. There is a serious risk of reducing system speed and introducing bugs.

 

Where do I find the Ordinance on Hazardous Substances?

The Ordinance on Hazardous Substances is available on the website of the German Federal Institute for Occupational Safety and Health.

 

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