Automatisierte Arbeitsstation für die Handhabung von Flüssigkeiten

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 450138780

Moderne Massenspektrometer sind in der Lage Proteomics-Projekte im "large-scale"-Maßstab durchzuführen, um komplexe biologische Proben zu untersuchen. Das Exzellenzcluster Cellular Stress Responses in Aging-Associated Diseases (CECAD) hat in den letzten Jahren eine hochmoderne Massenspektrometrie Facility aufgebaut. Insgesamt betreiben die Proteomics- und Lipidomics-Facility acht hochauflösende MS-Instrumente. Die etablierten massenspektrometrischen Arbeitsabläufe ermöglichen es, kurze Flüssigchromatographie (LC)-Gradienten zu betreiben, was den Durchsatz an Proben deutlich erhöht hat. Ferner werden immer mehr Experimente mit einer hohen Anzahl von Proben wie beispielsweise (i) Komplexom-Analysen von blau-nativen Gelen (NB-PAGE) und Größenausschlusschromatographie (SEC) von Proteinkomplexen, (ii) Analyse von Protein-Protein-Interaktionsnetzwerken, (iii) zeitaufgelöste Proteinphosphorylierungen und (iv) klinische Proteomics-Proben durchgeführt. Die manuelle Bearbeitung der Probenzahlen ist mühsam, personalintensiv und fehleranfällig. Ein robustes Robotersystem ist daher unerlässlich, um dem steigenden Bedarf an Probenvorbereitung und massenspektrometrischer Analyse gerecht zu werden. Um das volle Potenzial der Proteomics im großen Maßstab auszuschöpfen, muss die Probenvorbereitung, einschließlich des Proteinaufschlusses, diverser Affinitätsanreicherungs- und Reinigungsprotokolle, auf eine vollautomatische Roboterplattform übertragen werden. Wir beantragen daher einen Liquid-Handling-Roboter, der die automatisierte LC-MS-Probenvorbereitung in der Proteomics- und Lipidomics- ermöglicht. Das beantragte Gerät wird in einer Multi-User-Umgebung betrieben und toleriert die parallele Implementierung mehrerer Protokolle, die zur Unterstützung der vorgeschlagenen Forschungsprojekte benötigt werden. Ein Hauptkriterium für die Auswahl des Gerätes ist ein schneller und effizienter Wechsel zwischen verschiedenen Probenaufbereitungsmethoden. Diese Umstellung soll ohne aufwendige Änderungen in der Konstruktion des Roboters erfolgen. Darüber hinaus sollten die Anwendungen, mit Ausnahme der Entsorgungsspitzen, nicht von firmeneigenen Kits abhängen, was die Kosten für die Probenvorbereitung erheblich erhöht. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit und -kapazität soll an den Durchsatz der LC-MS-Systeme in den Anlagen angepasst werden. Das bevorzugte Instrument sollte flexibel sein, um Anwendungen für Proteomics- und Lipidomics-Workflows zu ermöglichen. Darüber hinaus sollte das Instrument in der Lage sein, eine breite Palette von Assay-Optionen für die zukünftige Methodenentwicklung zu implementieren. Daher ist es wichtig, dass das beantragte System einen modularen Aufbau erlaubt und eine Plattform mit großer Kapazität für mehrere Platten und Anwendungen besitzt. Insgesamt wird die Roboterplattform eine robuste und genaue Analyse von Großprojekten in der Proteomics und Lipidomics ermöglichen. Ein solches Probenvorbereitungssystem steht bisher in Köln nicht zur Verfügung.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Automatisierte Arbeitsstation für die Handhabung von Flüssigkeiten
• Antragstellende Institution: Universität zu Köln
• Leiter: Professor Dr. Marcus Krüger