Интегриране на ултразвуковия апарат за микроплаки UIP400MTP в лабораторната автоматизация

Ултразвуковият апарат за многоямкови плаки Hielscher UIP400MTP е проектиран специално за равномерна ултразвукова обработка на микротитърни плаки с висок капацитет за обработка на проби, като отговаря на критична потребност в автоматизираните работни процеси за подготовка на проби в геномиката, протеомиката, диагностиката и откриването на лекарства. Неговата конструкция, интерфейсни възможности и експлоатационни характеристики го правят изключително подходящ за безпроблемно включване в съвременни автоматизирани системи за работа с течности – включително роботи за работа с течности и роботизирани работни клетки на платформи като Tecan, Hamilton и Beckman Coulter.

Какво представлява UIP400MTP и защо е важен за автоматизацията

UIP400MTP е високопроизводителен ултразвуков апарат за многоямкови плаки с мощност 400 W и честота 20 kHz, способен да подава прецизно и равномерно ултразвукова енергия към всички ямки на стандартни многоямкови плаки (например формати с 6, 12, 24, 48, 96 и 384 ямки). Тази равномерност осигурява възпроизводима обработка на пробите, необходима за последващи тестове и анализи.
За разлика от традиционните ултразвукови апарати със сонда, камерата за безконтактна ултразвукова обработка на UIP400MTP обработва плаките косвено през дъното им, като премахва необходимостта от потапяне на сонди в пробите и намалява риска от кръстосано замърсяване. Съвместимостта му със стандартни лабораторни плаки (без фирмени консумативи) допълнително опростява интегрирането в автоматизирани работни процеси, които използват стандартни SBS формати.

Интегриране с автоматизирани системи за работа с течности: основни предпоставки

1. Съвместимост със стандартни плаки
   UIP400MTP приема всички стандартни формати на многоямкови плаки, включително PCR и микротитърни плаки, което позволява работни процеси без ограничения, свързани със специализирани консумативи. Това съответства пряко на работните платформи на автоматизираните системи, които обработват плаки по стандарта SBS.
   Защо това е важно: Роботите на Tecan, Hamilton и Beckman преместват плаки от позиции на работната платформа, устройства за подреждане на плаки, инкубатори и четци – и колкото по-стандартизирана е плаката, толкова по-лесно е да се включат допълнителни процесни стъпки като ултразвукова обработка, без да се променят геометрията на плаката или логиката на манипулиране.
2. Безконтактна паралелна обработка
   Тъй като UIP400MTP обработва всички проби в една плака едновременно и без сонди с физически контакт, стъпката на ултразвукова обработка се превръща в отделна, повторяема партидна операция, която естествено се вписва в автоматизирани последователности като:

   → Изваждане на плаката от устройството за подреждане на плаки
   → Пипетиране на пробата в ямките
   → Преместване към станцията за ултразвукова обработка UIP400MTP
   → Дистанционно стартиране на цикъла на ултразвукова обработка
   → Връщане на плаката на роботизираната работна платформа
   → Преминаване към последващите стъпки (анализ, откриване и др.)

   Този партиден характер увеличава капацитета за обработка на проби и намалява вариациите между ямките и плаките.

3. Дистанционно управление и протоколиране
   UIP400MTP включва дистанционно управление през браузър и вградена функция за записване на данни на SD карта. Потребителите могат да конфигурират, стартират и наблюдават цикли на ултразвукова обработка в автоматизирана работна клетка без пряка физическа намеса и да извеждат машинночетими протоколни файлове (CSV) за проследимост и съответствие с изискванията.

   Значение за автоматизацията:
    
   Роботизираните контролери (или системите с междинен софтуер) могат да:

   • Стартират програмно ултразвуковата обработка чрез API на браузъра или скрипт, изпълняван по график,
   • Наблюдават напредъка (например изминалото време и температурата),
   • Записват метаданни за ултразвуковата обработка за интегриране в LIMS или ELN,
   • Използват записаните файлове от циклите за партидна документация, отчети за съответствие и осигуряване и контрол на качеството (QA/QC).
4. Инфраструктура за температурен контрол
   Устройството включва портове за външен рециркулационен охладител и температурен сензор PT100 за регулиране на температурата на пробите по време на ултразвуковата обработка. Това позволява на автоматизираните работни процеси да запазват целостта на пробите дори при чувствителни тестове – често изискване при подготовката за геномни и протеомни изследвания.
   В автоматизираните системи това се интегрира добре с лабораторната инфраструктура, която вече използва външни охладители, инкубатори или системи за контрол на условията на средата, управлявани от планировчика на робота.

Практическо интегриране на работния процес в автоматизацията

В типична роботизирана работна клетка с висок капацитет за обработка на проби (например Tecan Fluent, Hamilton STAR/VANTAGE, Beckman Coulter Biomek) UIP400MTP може да бъде включен като:

1. Станция за ултразвукова обработка на работната платформа
   Монтиран на специално определена позиция на работната платформа или в периферна станция, където:
   Роботът поставя заредените плаки директно в UIP400MTP,
   Ултразвуковата обработка се стартира дистанционно,
   Обработените плаки се изваждат от робота и се преместват към последващи стъпки на обработка (например добавяне на реагенти или откриване).

   Предимства:

   • Минимални грешки при манипулиране на плаките,
   • Пълно включване в автоматизираната последователност,
   • Намалява участието на оператора.
2. Страничен или периферен модул
   UIP400MTP може да бъде разположен извън работната платформа, но свързан чрез планировчици на траекторията на робота (устройства за подреждане на плаки или интерфейси за стекове от плаки).

   Предимствата тук включват:

   • Ясно отделяне на ултразвуковата обработка (потенциален шум/вибрации) от основната работна платформа,
   • По-лесно поставяне в корпус за безопасност и виброизолация,
   • Гъвкаво планиране на траекториите със системи за подреждане на плаки.

Подробно разглеждане на предимствата на автоматизацията

Увеличаване на капацитета за обработка на проби
Едновременната ултразвукова обработка на цели плаки значително съкращава времето за обработка на една плака в сравнение с последователното въвеждане на сонда. При големи партиди проби това намалява тесните места в работни процеси като подготовка на библиотеки за NGS, екстракция на протеини или метаболомика.

Възпроизводимост и равномерност
Проектиран да подава почти еднаква енергия към всички ямки, UIP400MTP значително подобрява сравнимостта между ямките. Равномерността може да бъде демонстрирана чрез стандартизирани тестове (например ерозия на алуминиево фолио и разпознаване на емулсии).

Мащабируемост и гъвкавост
Възможността за ултразвукова обработка на различни многоямкови формати с един и същ апарат означава, че автоматизираните процеси могат да се мащабират от 96 до 1536 ямки без промяна на оборудването или последователностите на манипулиране.

Намалени разходи за консумативи
Използването на стандартни лабораторни плаки (без фирмени консумативи) свежда до минимум експлоатационните разходи – значително предимство при мащабиране на автоматизираните системи.

Подобрен контрол на процеса
С програмируеми параметри за амплитудата, продължителността и температурата лабораториите могат да създават определени протоколи, които се вписват в автоматизираните процедури, с автоматизирано записване на данни за проверка на процеса и контрол на качеството.

UIP400MTP поддържа автоматизирани работни процеси в области като:

• Клетъчен лизис с висок капацитет за обработка на проби за подготовка на проби за геномика или протеомика,
• Фрагментация на DNA/RNA в работни процеси за NGS,
• Екстракция на протеини за масспектрометрия или имунологични тестове,
• Миниатюризация на тестове (например подготовка на плаки за PCR или ELISA),
• Отделяне на клетки от повърхността или хомогенизиране в работни процеси по микробиология и клетъчна биология.

Интегриране на UIP400MTP – от безпроблемна мрежова свързаност до роботизирана работа с течности

Ултразвуковият апарат за множество плаки на Hielscher се свързва лесно с лабораторния софтуер и се интегрира безпроблемно в автоматизирани системи. От цифровото управление до роботизираната работа с течности, UIP400MTP се вписва без усилие в съвременните лабораторни работни процеси – като помага за оптимизиране на процесите, подобряване на възпроизводимостта и повишаване на ефективността на тестовете.

Проектиране, производство и консултиране – качество, произведено в Германия

Ултразвуковите апарати на Hielscher са добре известни с най-високите си стандарти за качество и проектиране. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени инсталации. Ултразвуковите апарати на Hielscher лесно се справят с тежки условия и взискателни среди.

Hielscher Ultrasonics е компания, сертифицирана по ISO, и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови апарати, отличаващи се с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher съответстват на CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.