Integratioun vum UIP400MTP-Mikroplacken-Ultraschallapparat an d’Laborautomatiséierung
Den Hielscher UIP400MTP-Ultraschallapparat fir Multiwell-Placke gouf speziell fir eng gläichméisseg Ultraschallbehandlung vu Mikrotiterplacke mat héijem Proufduerchsaz entwéckelt a gëtt domat engem entscheedende Besoin an automatiséierten Aarbechtsofleef fir d’Proufvirbereedung an der Genomik, Proteomik, Diagnostik a Medikamentenentwécklung gerecht. Seng Bauweis, seng Uschlossméiglechkeeten a seng Betribseegenschafte maachen en héich gëeegent fir eng nahtlos Integratioun a modern automatiséiert Systemer fir d’Flëssegkeetshandhabung – dorënner Flëssegkeetshandhabungsapparater a robotergestëtzten Aarbechtszelle vu Plattforme wéi Tecan, Hamilton a Beckman Coulter.
Wat den UIP400MTP ass a firwat e fir d’Automatiséierung wichteg ass
Den UIP400MTP ass e leeschtungsstaarken Ultraschallapparat fir Multiwell-Placke mat 400 W an 20 kHz, dee präzis, gläichméisseg Ultraschallenergie un all Kavitéite vu Standard-Multiwell-Placken ofgi kann (z. B. Formater mat 6, 12, 24, 48, 96 oder 384 Kavitéiten). Dës Gläichméissegkeet ënnerstëtzt déi reproduzéierbar Proufveraarbechtung, déi fir nogelagert Assayen an Analysen néideg ass.
Am Géigesaz zu traditionellen Ultraschallapparate mat Sonde behandelt dem UIP400MTP seng kontaktfräi Ultraschallkammer d’Placken indirekt duerch de Plackebuedem. Doduerch ass et net méi néideg, Sonden an d’Prouwen anzedauchen, an de Risiko vu Kräizkontaminatioun gëtt reduzéiert. Seng Kompatibilitéit mat Standard-Laborplacken (keng proprietär Verbrauchsmaterialien) vereinfacht zousätzlech d’Integratioun an Automatiséierungsofleef, déi op Standard-SBS-Formater baséieren.
UIP400MTP-Ultraschallapparat fir eng fokusséiert Ultraschallbehandlung – gëeegent fir d’Integratioun an automatiséiert Systemer fir d’Flëssegkeetshandhabung
Integratioun mat automatiséierte Flëssegkeetshandhabungsapparater: Entscheedend Viraussetzungen
- Kompatibilitéit mat Standardplacken
Den UIP400MTP akzeptéiert all Standardformater vu Multiwell-Placken, dorënner PCR- a Mikrotiterplacken, an erméiglecht domat Aarbechtsofleef ouni Aschränkungen duerch spezialiséiert Verbrauchsmaterialien. Dat passt direkt zu Automatiséierungsaarbechtsflächen, op deene Placken nom SBS-Standard gehandhaabt ginn.
Firwat dat wichteg ass: Robotere vun Tecan, Hamilton a Beckman transportéiere Placke vun de Positiounen op der Aarbechtsfläch, aus Stapelapparater, Inkubatoren a Liesapparater – a wat d’Plack méi standardiséiert ass, wat et méi einfach ass, zousätzlech Prozessschrëtt wéi d’Ultraschallbehandlung anzebannen, ouni d’Plackegeometrie oder d’Handhabungslogik ze änneren. - Kontaktfräi, parallel Veraarbechtung
Well den UIP400MTP all Prouwen an enger Plack gläichzäiteg an ouni Sonden, déi a physesche Kontakt mat de Prouwe kommen, veraarbecht, gëtt d’Ultraschallbehandlung zu engem ofgegrenzten, widderhuelbare Schrëtt fir d’Veraarbechtung a Chargen, dee sech natierlech an automatiséiert Sequenze wéi dës afüügt:→ Plack aus dem Stapelapparat entlueden
→ Prouf an d’Kavitéite pipettéieren
→ Op d’UIP400MTP-Ultraschallstatioun transportéieren
→ Ultraschallbehandlung per Fernsteierung ausléisen
→ Plack op d’Roboter-Aarbechtsfläch zeréckbréngen
→ Mat nogelagerte Schrëtt virufueren (Analys, Detektioun asw.)Dës Veraarbechtung a Chargen erhéicht de Proufduerchsaz a reduzéiert d’Variabilitéit tëscht de Kavitéiten a Placken.
- Fernbedéngung a Protokolléierung
Den UIP400MTP huet eng Fernsteierung iwwer de Browser an eng agebaute Funktioun fir d’Protokolléierung op enger SD-Kaart. D’Benotzer kënnen Ultraschallbehandlungen an enger automatiséierter Aarbechtszell ouni direkten physeschen Agrëff konfiguréieren, starten an iwwerwaachen a maschinneliesbar Protokolldateien (CSV) fir d’Réckverfolgbarkeet an d’Anhale vu Virschrëften ausginn.
Bedeitung fir d’Automatiséierung:
Robotersteierungen (oder Middleware-Systemer) kënnen:- D’Ultraschallbehandlung programmatesch iwwer eng Browser-API oder e geplangte Skript ausléisen,
- De Fortschrëtt iwwerwaachen (z. B. vergaangen Zäit, Temperatur),
- Metadate vun der Ultraschallbehandlung fir d’Integratioun an e LIMS oder ELN erfaassen,
- Protokolléiert Lafdateie fir Chargendokumentatioun, Berichter iwwer d’Anhale vu Virschrëften a QA/QC benotzen.
- Infrastruktur fir d’Temperaturreegelung
Den Apparat huet Uschlëss fir en externe Killapparat mat Ëmwälzung an e PT100-Temperatursensor, fir d’Temperature vun de Prouwe wärend der Ultraschallbehandlung ze reegelen. Doduerch kënnen automatiséiert Aarbechtsofleef d’Integritéit vun de Prouwen och bei empfindlechen Assayen erhalen – eng heefeg Ufuerderung bei der Virbereedung fir d’Genomik a Proteomik.
An Automatiséierungssystemer léisst sech dat gutt an eng Laborinfrastruktur integréieren, déi schonn extern Killapparater, Inkubatoren oder Reegelsystemer fir d’Ëmgebungsbedéngunge benotzt, déi vun der Zäitplangsteierung vum Roboter geréiert ginn.
| Integratiounsaspekt | Haapteegenschafte vum UIP400MTP an der Automatiséierung | Virdeeler a robotergestëtzten Aarbechtsofleef mat héijem Proufenduerchsaz |
| Plackekompatibilitéit | Ënnerstëtzt Standardmikroplacken am SBS-Format (z. B. 6–1536 Kavitéiten); et si keng proprietär Verbrauchsmaterialien néideg. Fir eng gläichméisseg Ultraschallbehandlung vu Placken entwéckelt. | Nahtlos Integratioun mat automatiséierte Flëssegkeetshandhabungssystemer a Plackestapler; vereinfacht d’Opdeelung vun der Aarbechtsplattform an d’Logik vun der Plackenhandhabung. |
| Modus vun der Ultraschallbehandlung | Kontaktfräi Iwwerdroung vun Ultraschallenergie duerch d’Plackebiedem; gläichzäiteg Veraarbechtung vun alle Kavitéiten. | Chargeveraarbechtung, déi de Proufenduerchsaz an d’Gläichméissegkeet erhéicht; reduzéiert d’manuell Handhabung an de Kontaminatiounsrisiko. |
| Fernsteierung & Protokolléierung | Fernbedéngung iwwer de Browser an integréiert Dateprotokolléierung op SD-Kaart fir d’Erfaassung vu Protokoller an d’Réckverfolgbarkeet. | Erméiglecht Duerchleef ouni Opsiicht, automatiséiert Iwwerwaachung an d’Integratioun vu Metadate vun der Ultraschallbehandlung an LIMS/ELN fir d’Anhale vu Virschrëften. |
| Temperaturgestioun | Schnëttstelle fir extern Killapparater a PT100-Temperatursensore fir d’Integritéit vun de Prouwe wärend den Duerchleef ze erhalen. | Entscheedend fir empfindlech Assayen; ënnerstëtzt d’Automatiséierung vun Aarbechtsofleef, déi eng Temperaturkontroll ouni manuellt Agräifen erfuerderen. |
| Komplexitéit vun der Integratioun an d’Aarbechtsplattform | Minimal – d’Ultraschallbehandlung gëtt zu engem separate Veraarbechtungsschrëtt fir eng Plack, deen aus der Distanz ausgeléist gëtt; et ass keng Ausriichtung vu Sonden néideg. De klenge Plazbedarf an déi ganz robust Bauweis erliichteren d’Integratioun. | Reduzéiert d’Komplexitéit vun der Roboterprogramméierung a verréngert de Risiko vu mechanesche Feeler beim Positionéiere vun de Placken. |
| Modell vum Proufenduerchsaz | Parallel Veraarbechtung vun enger ganzer Plack amplaz vun eenzele Kavitéiten. | Verkierzt d’Veraarbechtungszäit pro Plack a verbessert d’statistesch Teststäerkt a Screening-Aarbechtsofleef. |
| Kontaminatiounsrisiko | Déi kontaktfräi Ultraschallbehandlung miniméiert de Kontakt vu Flëssegkeet mat mechaneschen Deeler. | Reduzéiert d’Botzvalidéierung an d’Bedenke wéinst Kräizkontaminatioun bei der Automatiséierung mat méi Placken. |
| Skaléierbarkeet | Kompatibel mat enger Rei vu Plackeformater mat méi Kavitéiten, ouni Ännerungen un der Hardware. | Ënnerstëtzt d’Skaléierung vu Placke mat niddreger bis héijer Kavitéitsdicht am selwechten automatiséierte Prozess. |
Praktesch Integratioun vun Aarbechtsofleef an d’Automatiséierung
An enger typescher robotergestëtzter Aarbechtszell mat héijem Proufenduerchsaz (z. B. Tecan Fluent, Hamilton STAR/VANTAGE, Beckman Coulter Biomek) kann den UIP400MTP integréiert ginn als:
- Ultraschallbehandlungsstatioun op der Aarbechtsplattform
Op enger dofir virgesinner Positioun op der Aarbechtsplattform oder an enger peripherer Statioun montéiert, wou:
De Roboter beluede Placken direkt an den UIP400MTP setzt,
D’Ultraschallbehandlung aus der Distanz ausgeléist gëtt,
Fäerdeg behandelt Placke vum Roboter erausgeholl an op déi nächst Veraarbechtungsschrëtt weidergeleet ginn (z. B. Zousaz vu Reagenzien oder Detektioun).Virdeeler:
- Minimal Feeler bei der Plackenhandhabung,
- Vollstänneg Bestanddeel vum automatiséierten Oflaf,
- Reduzéiert d’Bedeelegung vum Bedreiwer.
- Säitlech ugeschlossent oder peripheert Modul
Den UIP400MTP kann ausserhalb vun der Aarbechtsplattform placéiert ginn, awer iwwer Roboterbunnplaner ugeschloss sinn (Plackestapler oder Schnëttstelle fir Plackestäck).D’Virdeeler dovun ëmfaassen:
- Kloer Trennung vun der Ultraschallbehandlung (méigleche Kaméidi/Vibratiounen) vun der Haaptaarbechtsplattform,
- Méi einfach Ëmhausung fir Sécherheet a Vibratiounsisolatioun,
- Flexibel Bunnplanung mat Plackestapelsystemer.
Virdeeler vun der Automatiséierung am Detail
Erhéijung vum Proufenduerchsaz
Déi gläichzäiteg Ultraschallbehandlung vu ganze Placke verkierzt d’Veraarbechtungszäit pro Plack drastesch am Verglach mam successiven Aféiere vu Sonden. Bei grousse Proufchargë reduzéiert dëst Engpäss an Aarbechtsofleef wéi der Virbereedung vun NGS-Bibliothéiken, der Proteinextraktioun oder der Metabolomik.
Reproduzéierbarkeet & Gläichméissegkeet
Den UIP400MTP ass entwéckelt, fir bal identesch Energie un all Kavitéiten ofzeginn, a verbessert domat d’Vergläichbarkeet tëscht de Kavitéite wesentlech. D’Gläichméissegkeet léisst sech mat standardiséierten Tester noweisen (z. B. Erosioun vun Aluminiumfolie an Emulsiounserkennung).
Skaléierbarkeet a Flexibilitéit
D’Méiglechkeet, verschidde Plackeformater mat méi Kavitéite mam selwechten Apparat mat Ultraschall ze behandelen, bedeit, datt automatiséiert Prozesser vu 96 op 1536 Kavitéite skaléiert kënne ginn, ouni d’Ausrüstung oder d’Handhabungsofleef ze änneren.
Reduzéiert Käschte fir Verbrauchsmaterialien
D’Benotze vu Standardlaborplacken (keng proprietär Verbrauchsmaterialien) miniméiert d’Betribskäschten – e bedeitende Virdeel beim Skaléiere vun automatiséierte Systemer.
Verbessert Prozesskontroll
Mat programméierbare Parameteren fir d’Amplitud, d’Dauer an d’Temperatur kënne Laboratoiren definéiert Protokoller erstellen, déi an automatiséiert Routinnen passen, mat automatescher Protokolléierung fir d’Prozessverifikatioun an d’Qualitéitskontroll.
Den UIP400MTP ënnerstëtzt automatiséiert Aarbechtsofleef a Beräicher wéi:
- Zelllys mat héijem Proufduerchsaz fir d’Virbereedung vu Prouwe fir d’Genomik oder d’Proteomik,
- DNA/RNA-Fragmentéierung an NGS-Aarbechtsofleef,
- Proteinextraktioun fir d’Massespektrometrie oder Immunoassayen,
- Miniaturiséierung vun Assayen (z. B. Virbereedung vu PCR- oder ELISA-Placken),
- Zellofléisung oder Homogeniséierung an Aarbechtsofleef an der Mikrobiologie an der Zellbiologie.
Integratioun vum UIP400MTP – vun nahtloser Netzwierkverbindung bis zur robotergestëtzter Flëssegkeetshandhabung
Den Hielscher Ultraschallapparat fir verschidde Placke léisst sech einfach mat Laborsoftware verbannen an ouni Schwieregkeeten an automatiséiert Systemer integréieren. Vun der digitaler Steierung bis zur robotergestëtzter Flëssegkeetshandhabung passt den UIP400MTP ouni Méi a modern Laboraarbechtsofleef – an hëlleft dobäi, Prozesser ze vereinfachen, d’Reproduzéierbarkeet ze verbesseren an d’Leeschtung vun Assayen ze erhéijen.
Design, Fabrikatioun a Berodung – Qualitéit hiergestallt an Däitschland
Hielscher Ultraschallapparater si fir hir héchst Qualitéits- an Designstandarde bekannt. Robustheet an einfach Bedéngung erméiglechen déi reiwungslos Integratioun vun eisen Ultraschallapparater an industriell Anlagen. Hielscher Ultraschallapparater komme liicht mat haarde Bedéngungen an usprochsvollen Ëmfelder eens.
Hielscher Ultrasonics ass en ISO-zertifizéiert Betrib a leet besonnesche Wäert op héichleeschtungsfäeg Ultraschallapparater mat modernster Technologie a Benotzerfrëndlechkeet. Selbstverständlech sinn Hielscher Ultraschallapparater CE-konform an erfëllen d’Ufuerderunge vun UL, CSA a RoHs.
Literatur / Referenzen
- 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.
Heefeg gestallte Froen
Wat sinn automatiséiert Systemer fir d’Flëssegkeetshandhabung?
Automatiséiert Systemer fir d’Flëssegkeetshandhabung si robotergestëtzt Laborinstrumenter, déi dofir entwéckelt sinn, präzis Flëssegkeetsvolumen ouni manuellt Pipettéieren opzesaugen, ofzeginn an ze transferéieren. Si gi benotzt, fir widderhuelend Laboraufgabe wéi d’Proufvirbereedung, d’Zousaz vu Reagenzien, d’Verdënnung an d’Virbereedung vun Assayen ze automatiséieren. Dës Systemer verbesseren d’Reproduzéierbarkeet, de Proufduerchsaz an d’Genauegkeet a reduzéiere gläichzäiteg mënschlech Feeler an den Aarbechtsopwand. Si bestinn typescherweis aus programméierbare Roboteräerm, Pipettéiermodullen, Software fir d’Flëssegkeetshandhabung a Stellplazen op der Aarbechtsplattform fir Laborartikele wéi Placken, Réiercher a Reservoiren.
Wat sinn Hoteller a Flëssegkeetshandhabungsapparater?
Hoteller a Flëssegkeetshandhabungsapparater si Späichermodullen, déi an automatiséiert Plattforme fir d’Flëssegkeetshandhabung integréiert sinn a Stapele vu Laborartikele wéi Mikroplacken, Halterunge fir Pipettespëtzten oder Reservoire ophuelen. Si erméiglechen dat automatescht Belueden an Entluede vu Verbrauchsmaterial wärend laangen Aarbechtsofleef oder Aarbechtsofleef mat héijem Proufduerchsaz. Hoteller erhéijen d’Betribsautonomie, andeems si dem System erméiglechen, ouni mënschlecht Agräifen hannereneen op verschidde Placken oder Halterunge fir Pipettespëtzten zouzegräifen.
Wat sinn Aarbechtszellen a Systemer fir d’Flëssegkeetshandhabung?
Aarbechtszellen a Systemer fir d’Flëssegkeetshandhabung sinn integréiert Automatiséierungsëmfelder, déi verschidde Laborinstrumenter ronderëm e Roboter fir d’Flëssegkeetshandhabung kombinéieren, fir komplex Aarbechtsofleef duerchzeféieren. Eng Aarbechtszell kann Apparater wéi Plackeliesgeräter, Inkubatoren, Zentrifugen, Versigelungsapparater, Barcode-Scanneren a Roboteräerm enthalen, déi Laborartikelen tëscht den Instrumenter transportéieren. Dës Konfiguratioun erméiglecht et, verschidden experimentell Schrëtt automatesch an engem koordinéierte System auszeféieren.
Wéi eng verschidden Zorte vun automatiséierte Systemer fir d’Flëssegkeetshandhabung ginn et?
Verschidden Zorte vun automatiséierte Systemer fir d’Flëssegkeetshandhabung ginn am Allgemengen no hire Pipettéiermechanismen an dem Ëmfang vun hirer Uwendung klasséiert. Zu de gängegen Zorte gehéiere Flëssegkeetshandhabungsapparater mat Pipettespëtzten, déi ewechgeheitbar Pipettespëtzte fir héich Präzisioun a Kontaminatiounskontroll benotzen, akustesch Flëssegkeetshandhabungsapparater, déi mat Schallwellen ouni kierperleche Kontakt Drëpse mat engem Volume am Nanoliterberäich transferéieren, a Stëftinstrumenter oder Systemer mat feste Spëtzten, déi fir séier Plackereplikatioun a Screening mat héijem Proufduerchsaz entwéckelt sinn. D’Systemer kënnen sech och am Proufduerchsaz ënnerscheeden a reeche vu klenge Flëssegkeetshandhabungsapparater fir de Labordësch fir routineméisseg Laboraufgabe bis zu groussen integréierte Plattforme fir Screening an Diagnostik am industrielle Moossstaf.
Hielscher Ultrasonics produzéiert leeschtungsstaark Ultraschallhomogenisateure vu Labogréisst bis zur Industriegréisst.