Pipetten gravimetrisch kalibrieren

Eine Kolbenhubpipette ist nur so verlässlich wie ihre letzte Prüfung. Die gravimetrische Kalibrierung ist das Referenzverfahren, um Pipettierfehler aufzudecken, bevor sie eine ganze Verdünnungsreihe verfälschen.

Das Prinzip: Volumen über Masse

Man pipettiert reines Wasser auf eine kalibrierte Analysenwaage und rechnet die gewogene Masse über die Dichte des Wassers bei der aktuellen Temperatur in ein Volumen um. Die Korrektur erfolgt mit dem Z-Faktor, der Wassertemperatur und Luftdruck berücksichtigt. Weil Masse hochpräzise messbar ist, ist dieses Verfahren genauer als jede Sichtkontrolle.

Die beiden Kenngrößen

Aus mehreren Wägungen – üblich sind zehn Wiederholungen je geprüftem Volumen – ergeben sich zwei Werte:

• Richtigkeit (systematische Abweichung): die Differenz zwischen Mittelwert und Sollvolumen. Sie zeigt, ob die Pipette grundsätzlich zu viel oder zu wenig abgibt.
• Präzision (Streuung): die Standardabweichung der Wiederholungen. Sie zeigt, wie reproduzierbar das Gerät arbeitet.

Beide werden gegen Herstellertoleranzen oder interne Sollbereiche bewertet. Geprüft wird typischerweise bei Nennvolumen, bei mittlerem und bei kleinstem Volumen, weil der relative Fehler im unteren Bereich am größten ist.

Die typischen Fehlerquellen

Verdunstung ist der heimlichste Fehler: Bei kleinen Volumina verdunstet messbar Wasser während des Wiegens, was zu scheinbar zu kleinen Volumina führt – ein Verdunstungsschutz oder eine Feuchtefalle hilft. Weitere Quellen sind ungleiche Temperatur von Wasser, Pipette und Raum, falsche Spitzen, zu schnelles Ansaugen und eine nicht senkrecht gehaltene Pipette. Ein stabiler, zugfreier Wägeplatz und temperiertes Wasser sind Grundvoraussetzung.

Dokumentiert gehört die Kalibrierung mit Datum, Z-Faktor, Einzelwerten und Bewertung – so wird Reproduzierbarkeit belegbar und die Pipette hat eine nachvollziehbare Historie. Für quantitatives Arbeiten mit Forschungsmaterial ist das die Grundlage, auf der jede Verdünnungsreihe steht.

Intervalle und tägliche Kontrolle

Zwischen zwei vollständigen Kalibrierungen – üblich sind je nach Nutzung Intervalle von einigen Monaten bis zu einem Jahr – lohnt eine schnelle Zwischenkontrolle: ein einzelnes Volumen zehnmal auswiegen und gegen die Toleranz prüfen. Fällt diese Kurzprüfung aus dem Rahmen, ist die große Kalibrierung früher fällig. Gerade Pipetten, die mit organischen oder DMSO-haltigen Lösungen arbeiten, driften schneller, weil Dichtungen und Kolben chemisch belastet werden.

Direkte Abgabe oder Rückwägung

Für sehr kleine Volumina ist die Verdunstung so kritisch, dass man statt der Abgabe auf eine Waage die Rückwägung wählt: Man wiegt das Gefäß vor und nach der Abgabe und schließt es dazwischen. Jede Methode hat ihre Fehlerquellen, aber beide schlagen jede Sichtkontrolle um Größenordnungen. Am Ende ist die kalibrierte Pipette die stillschweigende Voraussetzung dafür, dass eine Verdünnungsreihe überhaupt die Konzentration trifft, die im Protokoll steht.