Schnelle homogene Temperierung von Mikrotiterplatten zur photometrischen Messung von Analysengut

Bethge, Mathias GND

Für die Untersuchung von Analysengut mit optischen Methoden werden in der Pharmaindustrie, in der Biotechnologie, in medizinischen Laboratorien und Forschungseinrichtungen zur Durchführung von Screeningverfahren häufig Mikrotiterplatten (Abk. MTP) eingesetzt. Der Begriff MTP-Reader bezeichnet ein Gerät, welches die Absorbanz oder Fluoreszenz von Lösungen in MTP messen kann. Ist in den Reader noch eine Heizung für die in der MTP befindlichen Lösungen eingebaut, handelt es sich um einen sog. temperierbaren Reader. Die Eigenschaft Temperierbarkeit erlaubt wichtige Aussagen über temperaturabhängige Eigenschaften der Lösungen. Es werden Heizverfahren für befüllte MTP benötigt, die die Forderungen Anheizzeit 1...2 min vorzugsweise von Raumtemperatur auf 37°C sowie Homogenität und Meßunsicherheit der Lösungstemperatur von je 0.1°C über die MTP unter Beachtung einiger ökonomischer Rahmenbedingungen erfüllen. Dazu werden die drei Hauptschwerpunkte Bestimmung der Lösungstemperatur, Erwärmung mittels verschiedener Heizverfahren und Entwicklung eines geeigneten Heizregimes bearbeitet. Die Bestimmung der Lösungstemperatur geschieht mit Hilfe eines optischen Thermometers. Es besteht aus einer Lösung mit temperaturabhängiger Absorbanz bzw. Fluoreszenz. Das optische Thermometer mit temperaturabhängiger Absorbanz hat eine Unsicherheit von 0.1°C bei 37°C, eine Variationsbreite bei Wiederholung der Kalibrierkurve von 1.1°C bei 35°C und eine Drift von -0.1°C nach 20 min. Die entsprechenden Zahlen des optischen Thermometers mit temperaturabhängiger Fluoreszenz lauten 0.15°C, 0.4°C und ?0.59°C nach 15 min. Es konnte keine Erwärmungsmethode gefunden werden, die alle in der Aufgabenstellung gestellten Forderungen umfassend erfüllt. Von den praktisch untersuchten Erwärmungsarten ist die indirekte Widerstandserwärmung zur Erfüllung der Hauptforderung am besten geeignet. Gleichwertig hierzu bis auf eine etwas schlechtere Homogenität ist die Verwendung von Temperaturstrahlern höherer Temperatur. Die Anwendung der Heizverfahren Temperaturstrahler niederer Temperatur, dielektrische Erwärmung, kalte Infrarot-Strahler und induktive Erwärmung ist aus jeweils anderen Gründen nicht sinnvoll. Für die indirekte Widerstandserwärmung wurde ein Heizregime entwickelt, mit dem in möglichst kurzer Zeit die Endtemperatur erreicht wird. Es besteht aus zwei Heizphasen. In der ersten wird mit maximal möglicher Leistung geheizt, in der zweiten wird nicht geheizt, um die Forderungen optimal zu erfüllen.

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Bethge, Mathias: Schnelle homogene Temperierung von Mikrotiterplatten zur photometrischen Messung von Analysengut. 2003.

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