Интегриране на соникатора за микроплаки UIP400MTP в лабораторната автоматизация
Hielscher UIP400MTP мулти-ямка плоча соникатор е проектиран специално за висока производителност, равномерна ултразвукова обработка на микротитърни плочи, адресиране на критична нужда в автоматизирани работни процеси за подготовка на проби, обхващащи геномика, протеомика, диагностика и откриване на лекарства. Неговият дизайн, интерфейсни възможности и оперативни характеристики го правят изключително подходящ за безпроблемно включване в съвременни автоматизирани системи за обработка на течности. – включително манипулатори за течности и роботизирани работни клетки от платформи като Tecan, Hamilton и Beckman Coulter.
Какво представлява UIP400MTP и защо е от значение за автоматизацията
UIP400MTP е високопроизводителен сонатор за многоямкови плаки с мощност 400 W и честота 20 kHz, който може да доставя прецизна, равномерна ултразвукова енергия във всички ямки на стандартни многоямкови плаки (напр. 6-, 12-, 24-, 48-, 96-, 384-ямкови формати). Тази равномерност спомага за възпроизводима обработка на пробите, необходима за последващи тестове и анализи.
За разлика от традиционните сондажни сонатори, безконтактната сонираща камера на UIP400MTP сонира плаките индиректно през дъното на плаката, като елиминира необходимостта от потапяне на сондите в пробите и намалява риска от кръстосано замърсяване. Съвместимостта му със стандартни лабораторни плаки (без патентовани консумативи) допълнително опростява интегрирането в автоматизирани работни процеси, които разчитат на стандартни SBS формати.
Фокусиран сонатор UIP400MTP – подходящи за интегриране в автоматизирани системи за обработка на течности
Интеграция с автоматизирани устройства за обработка на течности: Ключови фактори
- Съвместимост със стандартни плочи
UIP400MTP приема всички стандартни формати на многоямкови плаки, включително PCR и микротитърни плаки, което позволява работни процеси без специализирани ограничения на консумативите. Това е в пряка връзка с палубите за автоматизация, които работят със стандартни плаки SBS.
Защо това е важно: Роботите на Tecan, Hamilton и Beckman преместват плочите от палубни позиции, подреждащи устройства, инкубатори и четци. – и колкото по-стандартизирана е плочата, толкова по-лесно е да се включат допълнителни етапи на процеса, като например сониране, без да се променя геометрията на плочата или логиката на работа. - Безконтактна, паралелна обработка
Тъй като UIP400MTP обработва всички проби в плаката едновременно и без физически контактни сонди, стъпката на сониране се превръща в дискретна, повтаряща се партидна операция, която се вписва естествено в автоматизирани последователности, като например:→ Разтоварване на плочата от стелажа
→ Пипетиране на пробата в ямките
→ Преместете се в сониращата станция UIP400MTP
→ Дистанционно задействане на сонирането
→ Връщане на плочата към роботизираната палуба
→ Преминаване към последващи стъпки (анализ, откриване и др.)Този партиден характер повишава производителността и намалява променливостта в отделните ямки и плаки.
- Дистанционно управление и протоколиране
UIP400MTP включва дистанционно управление с браузър и вградена функция за запис в SD-карта. Потребителите могат да конфигурират, стартират и наблюдават сонирането в автоматизирана работна клетка без пряка физическа намеса и да извеждат машинночитаеми протоколни файлове (CSV) за проследяване и съответствие.
Въздействие на автоматизацията:
Роботизираните контролери (или системите за междинен софтуер) могат да:- Програмно задействане на соникацията чрез API на браузъра или планиран скрипт,
- Наблюдавайте напредъка (напр. изминало време, температура),
- Улавяне на метаданни за сониране за интегриране в LIMS или ELN,
- Използвайте регистрираните файлове с изпълнения за записи на партиди, отчети за съответствие и QA/QC.
- Инфраструктура за контрол на температурата
Устройството включва портове за външен рециркулационен охладител и температурен сензор PT100 за регулиране на температурата на пробата по време на сонирането. Това позволява автоматизирани работни процеси за поддържане на целостта на пробата дори при чувствителни анализи. – често срещано изискване при подготовката за геномика и протеомика.
В системите за автоматизация това се интегрира добре с лабораторната инфраструктура, която вече използва външни охладители, инкубатори или контрол на околната среда, управлявани от роботизирания график.
UIP400MTP не е ултразвукова вана. Това е високоинтензивен чашен клаксон за фокусирана звукова информация. Този мощен безконтактен ултразвук осигурява равномерна ултразвук във всички кладенци на вашата стандартна плоча за кладенец. Имате прецизен контрол върху амплитудата, мощността и пулсирането. Вграденият таймер и температурната сонда гарантират постоянни резултати. Ултразвуковият уред с UIP400MTP плоча охлажда пробите с водна баня (външен охладител по избор).
| Измерение на интеграцията | Основни характеристики на UIP400MTP в автоматизацията | Предимства при роботизирани високопроизводителни работни процеси |
| Съвместимост на плочите | Поддържа стандартни микроплаки с формат SBS (напр. 6-1536 ямки); не се изискват патентовани консумативи. Проектиран е за равномерна сонизация на плаките. | Безпроблемна интеграция с манипулатори за течности и стелажни машини; опростява оформлението на палубата и логиката на работа с плочите. |
| Режим на соникация | Безконтактен пренос на ултразвукова енергия през дъната на плаките; едновременна обработка на всички ямки. | Пакетна обработка, която увеличава производителността и еднородността; намалява ръчната обработка и риска от замърсяване. |
| дистанционно управление & регистриране | Дистанционна работа чрез браузър и вградено записване на данни на SD карта за улавяне на протоколи и проследяване. | Дава възможност за работа без наблюдение, автоматизирано наблюдение и интегриране на метаданните за сониране в LIMS/ELN за съответствие. |
| Управление на температурата | Интерфейси за външни охладители и температурни сензори PT100 за поддържане на целостта на пробата по време на работа. | От решаващо значение за чувствителни анализи; подпомага автоматизацията на работните процеси, изискващи контрол на температурата без ръчна намеса. |
| Сложност на интеграцията на палубата | Минимално - сонирането се превръща в дискретно събитие на плочата, задействано дистанционно; не се изисква подравняване на сондата. Малкият размер и много здравият дизайн улесняват интеграцията. | Намалява сложността на програмирането на робота и намалява риска от механични грешки при поставянето на плочите. |
| Модел на пропускателната способност | Паралелна обработка на цялата плака, а не на отделни ямки. | Съкращава времето за обработка на една плака и подобрява статистическата мощ на работните процеси за скрининг. |
| Риск от замърсяване | Безконтактната соникация свежда до минимум контакта на течността с механичните части. | Намалява проблемите с валидирането на почистването и кръстосаното замърсяване при автоматизация на многопластови системи. |
| Мащабируемост | Съвместим с редица многоядкови формати без промени в хардуера. | Поддържа мащабиране от плочи с ниска до висока плътност в рамките на един и същ автоматизиран процес. |
Практическо интегриране на работния поток в автоматизацията
В типична роботизирана работна клетка с висока производителност (напр. Tecan Fluent, Hamilton STAR/VANTAGE, Beckman Coulter Biomek) UIP400MTP може да бъде включен като:
- Станция за соникация на палубата
Монтира се в специална позиция на палубата или в периферна станция, където:
Роботът поставя заредените плочи директно в UIP400MTP,
Звуковата сигнализация се задейства дистанционно,
Завършените плаки се изтеглят от робота и се преместват към следващите етапи на обработка (напр. добавяне на реагент или откриване).Предимства:
- Минимални грешки при манипулиране на плочата,
- Напълно част от автоматизираната последователност,
- Намалява участието на оператора.
- Странична кола или периферен модул
UIP400MTP може да бъде разположен извън палубата, но да бъде свързан чрез устройства за планиране на пътя на робота (стекери или интерфейси за подреждане на плочи).Предимствата тук включват:
- Ясно отделяне на сонирането (потенциален шум/вибрации) от основната платформа,
- По-лесно затваряне за безопасност и изолиране на вибрациите,
- Гъвкаво планиране на пътя със системи за подреждане.
Подробно за ползите от автоматизацията
Повишаване на производителността
Едновременното сониране на цели плаки значително съкращава времето за обработка на една плака в сравнение с последователното поставяне на сонда. При големи партиди от проби това намалява затрудненията в работни процеси като подготовка на NGS библиотеки, екстракция на протеини или метаболомика.
Възпроизводимост & Еднообразие
Проектиран така, че да доставя почти еднаква енергия във всички сондажи, UIP400MTP значително подобрява сравнимостта между отделните сондажи. Еднородността се доказва със стандартизирани тестове (напр. ерозия на алуминиево фолио и разпознаване на емулсия).
Мащабируемост и гъвкавост
Възможността за сониране на различни многоямкови формати с помощта на един и същ инструмент означава, че автоматизираните процеси могат да се разширяват от 96 до 1536 ямки, без да се променя оборудването или последователността на работа.
Намалени разходи за консумативи
Използването на стандартни лабораторни плочи (без патентовани консумативи) намалява оперативните разходи. – значително предимство при мащабиране на автоматизирани системи.
Подобрен контрол на процеса
Благодарение на програмируемите амплитуда, продължителност и температурни параметри лабораториите могат да създават определени протоколи, които се вписват в автоматизирани процедури, с автоматизирано записване за проверка на процеса и контрол на качеството.
UIP400MTP поддържа автоматизирани работни процеси в области като:
- Високопроизводителен клетъчен лизис за подготовка на проби за геномика или протеомика,
- Фрагментация на ДНК/РНК в работните процеси на NGS,
- Екстракция на протеини за масспектрометрия или имуноанализи,
- Миниатюризация на анализа (напр. подготовка на PCR или ELISA плаки),
- Отделяне или хомогенизиране на клетки в работните процеси в микробиологията и клетъчната биология.
Интегриране на UIP400MTP – от безпроблемна мрежова свързаност до роботизирана обработка на течности
Многопластовият сонатор на Hielscher се свързва лесно с лабораторен софтуер и се интегрира безпроблемно в автоматизирани системи. От цифрово управление до роботизирана обработка на течности - UIP400MTP се вписва безпроблемно в съвременните лабораторни работни процеси – помага да се рационализират процесите, да се подобри възпроизводимостта и да се подобри ефективността на анализа.
Проектиране, производство и консултиране – Качество, произведено в Германия
Ултразвуковите апарати Hielscher са добре известни със своите най-високи стандарти за качество и дизайн. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени съоръжения. Тежките условия и взискателните условия се справят лесно с ултразвуковите апарати на Hielscher.
Hielscher Ultrasonics е сертифицирана по ISO компания и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови уреди, отличаващи се с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher са съвместими с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.
Литература / Препратки
- FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- Lauren E. Cruchley-Fuge, Martin R. Jones, Ossama Edbali, Gavin R. Lloyd, Ralf J. M. Weber, Andrew D. Southam, Mark R. Viant (2024): Automated extraction of adherent cell lines from 24-well and 96-well plates for multi-omics analysis using the Hielscher UIP400MTP sonicator and Beckman Coulter i7 liquid handling workstation. Metabomeeting 2024, University of Liverpool, 26-28th November 2024.
- Qiyun Liang, Christoph Ratzke (2025): Lysing diverse bacteria with the Hielscher UIP400MTP for DNA sequencing. Protocol Uni Tübingen 2025.
- Dreyer J., Ricci G., van den Berg J., Bhardwaj V., Funk J., Armstrong C., van Batenburg V., Sine C., VanInsberghe M.A., Marsman R., Mandemaker I.K., di Sanzo S., Costantini J., Manzo S.G., Biran A., Burny C., Völker-Albert M., Groth A., Spencer S.L., van Oudenaarden A., Mattiroli F. (2024): Acute multi-level response to defective de novo chromatin assembly in S-phase. Molecular Cell 2024.
- Cosenza-Contreras M, Seredynska A, Vogele D, Pinter N, Brombacher E, Cueto RF, Dinh TJ, Bernhard P, Rogg M, Liu J, Willems P, Stael S, Huesgen PF, Kuehn EW, Kreutz C, Schell C, Schilling O. (2024): TermineR: Extracting information on endogenous proteolytic processing from shotgun proteomics data. Proteomics. 2024.
- Wang Y., Joshu C.E., Curtis S.D., Douville C., Burk V.A., Ru M., Popoli M., Ptak J., Dobbyn L., Silliman N., Coresh J., Boerwinkle E., Prizment A., Bettegowda C., Kinzler K.W., Papadopoulos N., Platz E.A., Vogelstein B. (2025): Detection of cancers three years prior to diagnosis using plasma cell-free DNA. Cancer Discovery 2025 May.
Често задавани въпроси
Какво представляват автоматизираните системи за обработка на течности?
Автоматизираните системи за обработка на течности са роботизирани лабораторни инструменти, предназначени за аспириране, дозиране и прехвърляне на точни обеми течности без ръчно пипетиране. Те се използват за автоматизиране на повтарящи се лабораторни задачи, като например подготовка на проби, добавяне на реактиви, разреждане и настройка на анализи. Тези системи подобряват възпроизводимостта, производителността и точността, като същевременно намаляват човешките грешки и труда. Обикновено те се състоят от програмируеми роботизирани рамена, модули за пипетиране, софтуер за работа с течности и палубни позиции за лабораторни съдове, като плаки, епруветки и резервоари.
Какви са хотелите в манипулаторите за течности?
Хотелите в устройствата за обработка на течности са модули за съхранение, интегрирани в автоматизираните платформи за обработка на течности, които съхраняват стекове от лабораторни съдове, като например микроплаки, стойки за накрайници или резервоари. Те позволяват автоматизирано зареждане и разтоварване на консумативи по време на дълги или високопроизводителни работни процеси. Хотелите увеличават оперативната автономия, като позволяват на системата да има достъп до няколко плаки или стелажи с накрайници последователно без човешка намеса.
Какво представляват работните клетки в системите за обработка на течности?
Работните клетки в системите за обработка на течности са интегрирани среди за автоматизация, които съчетават множество лабораторни инструменти около робот за обработка на течности за извършване на сложни работни процеси. Работната клетка може да включва устройства като четци на плаки, инкубатори, центрофуги, уплътнители, баркод скенери и роботизирани рамена, които транспортират лабораторни съдове между инструментите. Тази конфигурация позволява автоматично изпълнение на множество експериментални стъпки в рамките на координирана система.
Какви са различните видове автоматизирани системи за обработка на течности?
Различните видове автоматизирани системи за обработка на течности обикновено се класифицират въз основа на техните механизми за дозиране и мащаба на приложение. Общите типове включват системи за обработка на течности, базирани на накрайници, които използват накрайници за еднократна употреба за висока прецизност и контрол на замърсяването, акустични системи за обработка на течности, които прехвърлят нанолитрови капки с помощта на звукови вълни без физически контакт, и щифтови инструменти или системи с фиксирани накрайници, предназначени за бързо възпроизвеждане на плаки и високопроизводителни скрининги. Системите могат да варират и по отношение на производителността - от малки настолни устройства за обработка на течности за рутинни лабораторни задачи до големи интегрирани платформи за скрининг и диагностика в промишлен мащаб.
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да индустриален размер.