Nano-Pipettierroboter und Kristallisationshotel mit UV-/VIS-Kamera

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 518584441

Beantragt wird eine Kristallisationspipeline. Diese besteht zum einen aus einem Pipettierroboter für Kristallisationsexperimente, der sowohl die Reservoire der unterschiedlichen 96-Well-Platten befüllen kann und außerdem Tropfen in kleinem nl-Bereich hochpräzise dispensieren kann. Zum anderen wird ein Kristallisationshotel für die mit dem Pipettierroboter angesetzten Platten beantragt, in dem diese Platten sowohl bei einer definierten Temperatur gelagert, als auch durch eine UV-/VIS-Kamera/-Mikroskop dokumentiert und manuell ausgewertet werden können. Beide Geräte sind eine Ersatzbeschaffung, da die vorhandenen ihr "end-of-life"-Alter erreicht haben. Beide Geräte nutzen dieselbe Kristallisationssoftware ("Rock Maker") und greifen auf eine zentrale Datenbank zu, wodurch hier eine Kristallisationspipeline entsteht. Roboter: Die Kristallisation von Proteinen erfolgt über das Ansetzen von initialen Kristallisationsexperimenten Hier werden initial mindestens 1000 verschiedene Kristallisationstropfen in sehr kleinen Volumina (100 - 200 nl) angesetzt. Diese Tropfen sind so klein, um entweder gereinigtes Protein zu sparen, da sich manche Proteine nicht in größeren Mengen in sehr hoher Qualität exprimieren und reinigen lassen (z. B. Membranproteine) oder weil bestimmte Substrate, Inhibitoren oder Cofaktoren teilweise sehr teuer sind (bei Co-Kristallisationsexperimenten). Da Tropfenvolumina von 100 nl pipettiert werden müssen, ist eine hochpräzise Dispensierung essentiell, um die Reproduzierbarkeit der Experimente zu gewährleisten. Es soll sich um ein abgeschlossenes System handeln, welches mit einem geregelten Luftbefeuchter ausgestattet ist, da die kleinvolumigen Tropfen vor jeglicher Verdunstung/Austrocknung geschützt werden müssen. Alle gängigen Techniken müssen pipettiert werden können ("sitting-", "hanging drop", "microbatch" und "Lipid Cubic Phase" (LCP)). Darüber hinaus muss der Roboter ebenfalls die Reservoire der jeweiligen 96-Well-Platten befüllen können. Hotel: Das Hotel muss über ein Kühlsystem verfügen, welches zuverlässig eine nutzerdefinierte Temperatur für die eingelagerten Kristallisationsplatten gewährleistet. Darüber hinaus muss das Hotel über eine integrierte UV-/VIS-Kamera mit Mikroskop-Funktion mit entsprechender Software verfügen, so dass eine automatisierte Dokumentation unter gleichen Temperaturbedingungen möglich ist. Zusätzlich ist eine nicht-automatisierte Nutzung dieses Mikroskops für die Auswertung der Kristallisationsexperimente essentiell, so dass die Platten durch den Nutzer mit individuellen Einstellungen begutachtet werden können. Für die zeitliche Planung der automatisierten Dokumentation, die Verwaltung und die Hinterlegung der experimentellen Parameter der Experimente muss eine Datenbank mit entsprechender Software zur Verfügung stehen. Dies bedeutet ebenfalls, dass die Software von Pipettierroboter und Kristallisationshotel aufeinander abgestimmt und kompatibel sein muss, um die Pipeline zu gewährleisten.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Nano-Pipettierroboter und Kristallisationshotel mit UV-/VIS-Kamera
• Gerätegruppe: 1060 Dilutoren, Pipettiergeräte, Probennehmer
• Antragstellende Institution: Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
• Leiter: Professor Dr. Sander Smits