Integratie van de sonicator voor microplaten UIP400MTP in laboratoriumautomatisering
De Hielscher UIP400MTP is een sonicator voor multiwellplaten die specifiek is ontworpen voor uniforme ultrasone verwerking van microtiterplaten met een hoge verwerkingscapaciteit en daarmee voorziet in een cruciale behoefte binnen geautomatiseerde workflows voor monstervoorbereiding op het gebied van genomica, proteomica, diagnostiek en geneesmiddelenontwikkeling. Het ontwerp, de interfacemogelijkheden en de operationele eigenschappen maken het apparaat zeer geschikt voor naadloze integratie in moderne geautomatiseerde systemen voor vloeistofverwerking – waaronder vloeistofverwerkingsrobots en robotwerkcellen van platforms zoals Tecan, Hamilton en Beckman Coulter.
Wat de UIP400MTP is en waarom deze belangrijk is voor automatisering
De UIP400MTP is een sonicator voor multiwellplaten met hoge prestaties van 400 W en 20 kHz die nauwkeurige, uniforme ultrasone energie kan leveren aan alle wells van standaard multiwellplaten (bijv. formaten met 6, 12, 24, 48, 96 of 384 wells). Deze uniformiteit ondersteunt de reproduceerbare monsterverwerking die nodig is voor daaropvolgende assays en analyses.
In tegenstelling tot traditionele sonicators met een sonde soniceert de contactloze sonicatiekamer van de UIP400MTP platen indirect via de plaatbodem, waardoor sondes niet in de monsters hoeven te worden ondergedompeld en het risico op kruisbesmetting afneemt. De compatibiliteit met standaard laboratoriumplaten (geen fabrikantspecifieke verbruiksartikelen) vereenvoudigt bovendien de integratie in automatiseringsworkflows die gebruikmaken van standaard SBS-formaten.
UIP400MTP voor gerichte sonicatie – geschikt voor integratie in geautomatiseerde systemen voor vloeistofverwerking
Integratie met geautomatiseerde vloeistofverwerkingsrobots: belangrijke voorwaarden
- Compatibiliteit met standaardplaten
De UIP400MTP is geschikt voor alle standaardformaten van multiwellplaten, waaronder PCR- en microtiterplaten, waardoor workflows mogelijk zijn zonder beperkingen door gespecialiseerde verbruiksartikelen. Dit sluit rechtstreeks aan op automatiseringswerkdekken die platen volgens de SBS-standaard verwerken.
Waarom dit belangrijk is: robots van Tecan, Hamilton en Beckman verplaatsen platen vanaf werkdekposities, stapelaars, incubatoren en plaatlezers – en hoe meer de plaat gestandaardiseerd is, hoe eenvoudiger het is om extra processtappen zoals sonicatie toe te voegen zonder de plaatgeometrie of de logica voor plaatverwerking te veranderen. - Contactloze, parallelle verwerking
Omdat de UIP400MTP alle monsters in een plaat tegelijkertijd verwerkt, zonder sondes die fysiek contact maken, wordt de sonicatiestap een afzonderlijke, herhaalbare batchbewerking die vanzelfsprekend past in geautomatiseerde reeksen zoals:→ Plaat uit de stapelaar halen
→ Monster in de wells pipetteren
→ Naar het sonicatiestation met de UIP400MTP verplaatsen
→ Sonicatierun op afstand starten
→ Plaat terugbrengen naar het werkdek van de robot
→ Doorgaan naar daaropvolgende stappen (analyse, detectie, enz.)Deze batchgewijze werkwijze verhoogt de verwerkingscapaciteit en vermindert de variabiliteit tussen wells en platen.
- Bediening op afstand en procesregistratie
De UIP400MTP beschikt over bediening op afstand via een browser en een ingebouwde registratiefunctie op een SD-kaart. Gebruikers kunnen sonicatieruns in een geautomatiseerde werkcel configureren, starten en volgen zonder directe fysieke tussenkomst, en machineleesbare procesregistratiebestanden (CSV) uitvoeren voor traceerbaarheid en naleving van voorschriften.
Betekenis voor automatisering:
Robotbesturingen (of middlewaresystemen) kunnen:- Sonicatie programmatisch starten via een browser-API of een gepland script,
- De voortgang volgen (bijv. verstreken tijd, temperatuur),
- Sonicatiemetadata vastleggen voor integratie in LIMS of ELN,
- Geregistreerde runbestanden gebruiken voor batchdocumentatie, rapportage over naleving van voorschriften en QA/QC.
- Infrastructuur voor temperatuurregeling
Het apparaat beschikt over aansluitingen voor een externe recirculatiekoeler en een PT100-temperatuursensor om de monstertemperaturen tijdens sonicatie te regelen. Hierdoor kunnen geautomatiseerde workflows de monsterintegriteit behouden, zelfs bij gevoelige assays – een veelvoorkomende eis bij monstervoorbereiding voor genomica en proteomica.
In automatiseringssystemen sluit dit goed aan op laboratoriuminfrastructuur die al gebruikmaakt van externe koelers, incubatoren of regelingen van de omgevingscondities die door de robotplanner worden beheerd.
| Integratieaspect | Belangrijkste kenmerken van de UIP400MTP bij automatisering | Voordelen in robotworkflows met een hoge verwerkingscapaciteit |
| Plaatcompatibiliteit | Ondersteunt standaard microplaten in SBS-formaat (bijv. 6–1536 wells); geen fabrikantspecifieke verbruiksartikelen vereist. Ontworpen voor uniforme sonicatie van platen. | Naadloze integratie met vloeistofverwerkingsrobots en stapelaars; vereenvoudigt de werkdekindeling en de logica voor plaatverwerking. |
| Sonicatiemodus | Contactloze overdracht van ultrasone energie via de plaatbodems; gelijktijdige verwerking van alle wells. | Batchverwerking die de verwerkingscapaciteit en uniformiteit verhoogt; vermindert handmatige handelingen en het risico op besmetting. |
| Bediening op afstand en registratie | Bediening op afstand via een browser en ingebouwde gegevensregistratie op een SD-kaart voor procesregistratie en traceerbaarheid. | Maakt runs zonder toezicht, geautomatiseerde bewaking en integratie van sonicatiemetadata in LIMS/ELN mogelijk voor naleving van voorschriften. |
| Temperatuurbeheer | Interfaces voor externe koelers en PT100-temperatuursensoren om de monsterintegriteit tijdens runs te behouden. | Cruciaal voor gevoelige assays; ondersteunt de automatisering van workflows die temperatuurregeling zonder handmatige tussenkomst vereisen. |
| Complexiteit van integratie in het werkdek | Minimaal – sonicatie wordt een afzonderlijke bewerking van de plaat die op afstand wordt gestart; uitlijning van sondes is niet nodig. Het kleine ruimtebeslag en het zeer robuuste ontwerp vergemakkelijken de integratie. | Vermindert de complexiteit van robotprogrammering en verlaagt het risico op mechanische fouten bij het plaatsen van platen. |
| Model voor verwerkingscapaciteit | Parallelle verwerking van een volledige plaat in plaats van afzonderlijke wells. | Verkort de verwerkingstijd per plaat en verbetert de statistische power in screeningsworkflows. |
| Besmettingsrisico | Contactloze sonicatie minimaliseert het contact van vloeistof met mechanische onderdelen. | Vermindert de benodigde reinigingsvalidatie en zorgen over kruisbesmetting bij automatisering met meerdere platen. |
| Schaalbaarheid | Compatibel met uiteenlopende multiwellformaten zonder aanpassingen aan de hardware. | Ondersteunt opschaling van platen met een lage naar platen met een hoge welldichtheid binnen hetzelfde geautomatiseerde proces. |
Praktische integratie van workflows in automatisering
In een typische robotwerkcel met een hoge verwerkingscapaciteit (bijv. Tecan Fluent, Hamilton STAR/VANTAGE, Beckman Coulter Biomek) kan de UIP400MTP worden geïntegreerd als:
- Sonicatiestation op het werkdek
Gemonteerd op een specifieke werkdekpositie of in een perifeer station waar:
De robot gevulde platen rechtstreeks in de UIP400MTP plaatst,
Sonicatie op afstand wordt gestart,
Verwerkte platen door de robot worden opgehaald en naar daaropvolgende verwerkingsstappen worden verplaatst (bijv. toevoeging van reagentia of detectie).Voordelen:
- Minimale fouten bij plaathandelingen,
- Volledig onderdeel van de geautomatiseerde reeks,
- Vermindert de betrokkenheid van de operator.
- Naastgelegen of perifere module
De UIP400MTP kan buiten het werkdek worden geplaatst, maar via robotpadplanners worden verbonden (stapelaars of interfaces voor plaatstapels).Voordelen hiervan zijn:
- Duidelijke scheiding van sonicatie (mogelijk geluid/trillingen) en het primaire werkdek,
- Eenvoudigere omkasting voor veiligheid en trillingsisolatie,
- Flexibele padplanning met stapelaarsystemen.
Voordelen van automatisering in detail
Toename van de verwerkingscapaciteit
Gelijktijdige sonicatie van volledige platen verkort de verwerkingstijd per plaat drastisch ten opzichte van het achtereenvolgens inbrengen van een sonde. Bij grote monsterbatches vermindert dit knelpunten in workflows zoals de voorbereiding van NGS-bibliotheken, eiwitextractie of metabolomica.
Reproduceerbaarheid en uniformiteit
De UIP400MTP is ontworpen om vrijwel identieke energie aan alle wells te leveren en verbetert de vergelijkbaarheid tussen wells aanzienlijk. De uniformiteit kan worden aangetoond met gestandaardiseerde tests (bijv. erosie van aluminiumfolie en emulsieherkenning).
Schaalbaarheid en flexibiliteit
De mogelijkheid om verschillende multiwellformaten met hetzelfde instrument te soniceren betekent dat geautomatiseerde processen van 96 naar 1536 wells kunnen worden opgeschaald zonder de apparatuur of de opeenvolging van handelingen te veranderen.
Lagere kosten voor verbruiksartikelen
Het gebruik van standaard laboratoriumplaten (geen fabrikantspecifieke verbruiksartikelen) minimaliseert de bedrijfskosten – een aanzienlijk voordeel bij het opschalen van geautomatiseerde systemen.
Verbeterde procesregeling
Met programmeerbare parameters voor amplitude, duur en temperatuur kunnen laboratoria vastgelegde protocollen opstellen die aansluiten op geautomatiseerde routines, met geautomatiseerde registratie voor procesverificatie en kwaliteitscontrole.
De UIP400MTP ondersteunt geautomatiseerde workflows op gebieden zoals:
- Cellyse met een hoge verwerkingscapaciteit voor monstervoorbereiding voor genomica of proteomica,
- DNA/RNA-fragmentatie in NGS-workflows,
- Eiwitextractie voor massaspectrometrie of immunoassays,
- Miniaturisatie van assays (bijv. voorbereiding van PCR- of ELISA-platen),
- Losmaken van cellen of homogenisatie in workflows voor microbiologie en celbiologie.
Integratie van de UIP400MTP – van naadloze netwerkconnectiviteit tot vloeistofverwerking met robots
De sonicator voor meerdere platen van Hielscher kan eenvoudig worden verbonden met laboratoriumsoftware en soepel worden geïntegreerd in geautomatiseerde systemen. Van digitale besturing tot vloeistofverwerking met robots: de UIP400MTP past moeiteloos in moderne laboratoriumworkflows – en helpt processen te stroomlijnen, de reproduceerbaarheid te verbeteren en de prestaties van assays te verhogen.
Ontwerp, productie en advies – kwaliteit uit Duitsland
Ultrasone apparaten van Hielscher staan bekend om hun hoogste kwaliteits- en ontwerpnormen. Robuustheid en eenvoudige bediening maken een soepele integratie van onze ultrasone apparaten in industriële installaties mogelijk. Ultrasone apparaten van Hielscher kunnen zware omstandigheden en veeleisende omgevingen gemakkelijk aan.
Hielscher Ultrasonics is een ISO-gecertificeerd bedrijf en legt bijzondere nadruk op ultrasone apparaten met hoge prestaties met de modernste technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard voldoen ultrasone apparaten van Hielscher aan de CE-voorschriften en aan de eisen van UL, CSA en RoHs.
Literatuur / referenties
- 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.
Veelgestelde vragen
Wat zijn geautomatiseerde systemen voor vloeistofverwerking?
Geautomatiseerde systemen voor vloeistofverwerking zijn robotinstrumenten voor laboratoria die zijn ontworpen om nauwkeurige vloeistofvolumes op te zuigen, te doseren en over te brengen zonder handmatig pipetteren. Ze worden gebruikt om repetitieve laboratoriumtaken te automatiseren, zoals monstervoorbereiding, toevoeging van reagentia, verdunning en het opzetten van assays. Deze systemen verbeteren de reproduceerbaarheid, verwerkingscapaciteit en nauwkeurigheid en verminderen tegelijkertijd menselijke fouten en de benodigde arbeid. Ze bestaan doorgaans uit programmeerbare robotarmen, pipetteermodules, software voor vloeistofverwerking en werkdekposities voor laboratoriummateriaal zoals platen, buizen en reservoirs.
Wat zijn hotels in vloeistofverwerkingsrobots?
Hotels in vloeistofverwerkingsrobots zijn opslagmodules die zijn geïntegreerd in geautomatiseerde platforms voor vloeistofverwerking en waarin stapels laboratoriummateriaal zoals microplaten, pipetpuntrekken of reservoirs worden opgeslagen. Ze maken het automatisch laden en uitladen van verbruiksartikelen tijdens langdurige workflows of workflows met een hoge verwerkingscapaciteit mogelijk. Hotels vergroten de operationele autonomie doordat het systeem achtereenvolgens toegang krijgt tot meerdere platen of pipetpuntrekken zonder menselijke tussenkomst.
Wat zijn werkcellen in systemen voor vloeistofverwerking?
Werkcellen in systemen voor vloeistofverwerking zijn geïntegreerde automatiseringsomgevingen die meerdere laboratoriuminstrumenten rond een vloeistofverwerkingsrobot combineren om complexe workflows uit te voeren. Een werkcel kan apparaten omvatten zoals plaatlezers, incubatoren, centrifuges, sealapparaten, barcodescanners en robotarmen die laboratoriummateriaal tussen instrumenten verplaatsen. Met deze configuratie kunnen meerdere experimentele stappen automatisch binnen een gecoördineerd systeem worden uitgevoerd.
Welke verschillende typen geautomatiseerde systemen voor vloeistofverwerking zijn er?
Verschillende typen geautomatiseerde systemen voor vloeistofverwerking worden doorgaans ingedeeld op basis van hun pipetteermechanismen en toepassingsschaal. Veelvoorkomende typen zijn vloeistofverwerkingsrobots met pipetpunten die wegwerppipetpunten gebruiken voor hoge precisie en beheersing van besmetting, akoestische vloeistofverwerkingsrobots die met geluidsgolven nanoliterdruppels zonder fysiek contact overbrengen, en pintools of systemen met vaste pipetpunten die zijn ontworpen voor snelle plaatreplicatie en screening met een hoge verwerkingscapaciteit. Systemen kunnen ook verschillen in verwerkingscapaciteit, van kleine vloeistofverwerkingsrobots voor op de laboratoriumtafel voor routinematige laboratoriumtaken tot grote geïntegreerde platforms voor screening en diagnostiek op industriële schaal.
Hielscher Ultrasonics produceert ultrasone homogenisatoren met hoge prestaties van laboratoriumformaat tot industrieel formaat.