Entsyymianalytiikan automatisointi

Abstract

Työn tarkoituksena oli ottaa käyttöön ksylanaasiaktiivisuuden määritysmenetelmä Tecan Freedom EVO -nesteenkäsittelyrobotilla ja säätää laite vastaamaan käsintehtäviä analyysejä. Lisäksi testattiin pyökin ksylaanin soveltuvuutta substraatiksi koivun ksylaanin tilalle, sillä koivun ksylaanin valmistus on lopetettu. Työssä määritettiin ksylanaasiaktiivisuudet BXU-ksylanaasimenetelmällä yhdeksällä eri mikrobikannalla tuotetuista entsyymipuolivalmisteista. Määritykset tehtiin rinnakkain sekä laitteella että manuaalisesti ja molemmilla substraateilla. Tuloksia käsiteltiin R-ohjelmalla ja Excelillä.

Analyysin siirtäminen robotille pienensi oletetusti tulosten hajontaa ja poisti virhelähteitä. Analyysin tekeminen myös nopeutui, sillä yhdellä kertaa voi analysoida suuren määrän näytteitä verrattuna manuaalimenetelmään. Nesteenkäsittelyrobotin käyttöönoton myötä myös reagenssien kulutus pieneni ja pipetoinnin erityisesti laborantin kättä kuormittavat toistoliikkeet poistuivat. Analyysi voitiin siirtää robotille, sillä tulokset verrattuna manuaalimenetelmään olivat riittävän samanlaisia.

Pyökin ksylaanin todettiin soveltuvan käytettäväksi koivun ksylaanin tilalla, joskin hajonta näytti olevan hieman suurempaa. Pyökin ksylaani erosi sekä väriltään että sameudeltaan koivun ksylaanista. Pyökkisubstraattia käytettäessä näytteiden ja näytenollien absorbanssit olivat suurempia kuin koivusubstraattia käytettäessä. Tilastolliset testit osoittivat tilastollisesti merkitsevän eron koivun ja pyökin ksylaanin välillä, mutta käytännössä ero ei ollut merkitsevä, sillä tuloksissa sallitaan tietty vaihtelu.

Nesteenkäsittelyrobottia on tulevaisuudessa tarkoitus käyttää muussakin entsyymianalytiikassa.

The aim of this thesis was to introduce the xylanase activity assay for Tecan Freedom EVO-liquid handling robot and to adapt the robot to correspond to the manual activity assay. A new substrate was also under testing: the purpose is to replace xylan from birch wood with xylan from beech wood, because manufacturing of the birch wood xylan has ended. Xylanase activites were measured according to BXU-xylanase method from nine different semi-finished products fermented with different microbe strains. Assays were carried out both manually and with the robot concurrently. Results were managed with Excel and the R-project.

Commissioning of the robot decreased the dispersion of the results and removed sources of error as expected. Sample throughput increased, reagent consumption decreased and manually straining repetition of pipetting ended. The results with the robot compared to the manual results were similar enough to transfer the assay to the robot.

It was found that the beech wood xylan could replace the birch wood xylan although the dispersion was slightly higher. The differences between birch and beech wood xylan were color and turbidity. Absorbances of the samples and blanks were higher with beech wood than birch. Statistical tests pointed out that there was a statistically significant difference between birch and beech wood xylan, but the difference was not significant in practice, because certain variation is allowed.

There is intention to use the liquid handling robot for other enzyme analytics in the long term.