Integracja sonikatora mikropłytek UIP400MTP z automatyką laboratoryjną
Sonikator wielodołkowy UIP400MTP firmy Hielscher został zaprojektowany specjalnie do wysokowydajnego, jednolitego ultradźwiękowego przetwarzania płytek mikrotitracyjnych, zaspokajając krytyczną potrzebę w zautomatyzowanych procesach przygotowywania próbek obejmujących genomikę, proteomikę, diagnostykę i odkrywanie leków. Jego konstrukcja, możliwości interfejsu i charakterystyka operacyjna sprawiają, że doskonale nadaje się do bezproblemowego włączenia do nowoczesnych zautomatyzowanych systemów obsługi cieczy – w tym podajniki cieczy i zrobotyzowane komory robocze z platform takich jak Tecan, Hamilton i Beckman Coulter.
Czym jest UIP400MTP i dlaczego ma znaczenie dla automatyzacji
UIP400MTP to wysokowydajny sonikator wielodołkowy o mocy 400 W i częstotliwości 20 kHz, zdolny do dostarczania precyzyjnej, jednolitej energii ultradźwiękowej we wszystkich dołkach standardowych płytek wielodołkowych (np. formaty 6-, 12-, 24-, 48-, 96-, 384-dołkowe). Ta jednorodność wspiera powtarzalne przetwarzanie próbek niezbędne do dalszych testów i analiz.
W przeciwieństwie do tradycyjnych sonikatorów, bezkontaktowa komora sonikacyjna UIP400MTP sonifikuje płytki pośrednio przez dno płytki, eliminując potrzebę zanurzania sond w próbkach i zmniejszając ryzyko zanieczyszczenia krzyżowego. Jego kompatybilność ze standardowymi płytkami laboratoryjnymi (brak zastrzeżonych materiałów eksploatacyjnych) dodatkowo upraszcza integrację z przepływami pracy automatyzacji, które opierają się na standardowych formatach SBS.
Sonikator zogniskowany UIP400MTP – Nadaje się do integracji w zautomatyzowanych systemach obsługi cieczy
Integracja z automatycznymi kontrolerami cieczy: Kluczowe czynniki wspomagające
- Kompatybilność z płytami standardowymi
UIP400MTP akceptuje wszystkie standardowe formaty płytek wielodołkowych, w tym PCR i płytki mikrotitracyjne, umożliwiając przepływy pracy bez specjalistycznych ograniczeń dotyczących materiałów eksploatacyjnych. Jest to bezpośrednio zgodne z pokładami automatyzacji, które obsługują płytki w standardzie SBS.
Dlaczego ma to znaczenie: Roboty firm Tecan, Hamilton i Beckman przenoszą płytki ze stanowisk pokładowych, układarek, inkubatorów i czytników. – Im bardziej znormalizowana jest płytka, tym łatwiej jest wprowadzić dodatkowe etapy procesu, takie jak sonikacja, bez zmiany geometrii płytki lub logiki obsługi. - Bezkontaktowe, równoległe przetwarzanie
Ponieważ UIP400MTP przetwarza wszystkie próbki na płytce jednocześnie i bez fizycznego kontaktu z sondami, etap sonikacji staje się dyskretną, powtarzalną operacją wsadową, która naturalnie pasuje do zautomatyzowanych sekwencji, takich jak:→ Płyta rozładowana z układarki
→ Pipetowanie próbki do studzienek
→ Przejście do stacji sonikacyjnej UIP400MTP
→ Zdalne uruchamianie sonikacji
→ Płyta powrotna na pokład robota
→ Przejście do kolejnych etapów (analiza, wykrywanie itp.).Ten wsadowy charakter zwiększa przepustowość i zmniejsza zmienność między dołkami i płytkami.
- Zdalna obsługa i protokołowanie
UIP400MTP obejmuje zdalne sterowanie przez przeglądarkę i wbudowaną funkcję rejestrowania na karcie SD. Użytkownicy mogą konfigurować, uruchamiać i monitorować przebiegi sonikacji w zautomatyzowanej komorze roboczej bez bezpośredniej interwencji fizycznej, a także generować pliki protokołów do odczytu maszynowego (CSV) w celu zapewnienia identyfikowalności i zgodności.
Wpływ na automatyzację:
Kontrolery robotów (lub systemy oprogramowania pośredniczącego) mogą:- Programowe wyzwalanie sonikacji za pomocą interfejsu API przeglądarki lub zaplanowanego skryptu,
- Monitorowanie postępów (np. upływającego czasu, temperatury),
- Przechwytywanie metadanych sonikacji w celu integracji z LIMS lub ELN,
- Używaj zarejestrowanych plików uruchomień do zapisów partii, raportowania zgodności i kontroli jakości.
- Infrastruktura kontroli temperatury
Urządzenie zawiera porty dla zewnętrznego chłodziarki recyrkulacyjnej i czujnika temperatury PT100 do regulacji temperatury próbki podczas sonikacji. Pozwala to na zautomatyzowane przepływy pracy w celu utrzymania integralności próbki nawet w przypadku wrażliwych testów – powszechny wymóg w przygotowaniach genomicznych i proteomicznych.
W systemach automatyzacji dobrze integruje się to z infrastrukturą laboratoryjną, która już wykorzystuje zewnętrzne agregaty chłodnicze, inkubatory lub kontrole środowiskowe zarządzane przez harmonogram robota.
UIP400MTP nie jest łaźnią ultradźwiękową. Jest to róg kubkowy o wysokiej intensywności do skoncentrowanej sonikacji. Ten potężny bezkontaktowy sonikator zapewnia równomierną sonikację we wszystkich dołkach standardowej płytki. Użytkownik ma precyzyjną kontrolę nad amplitudą, mocą i pulsowaniem. Wbudowany zegar i sonda temperatury zapewniają spójne wyniki. Sonikator płytkowy UIP400MTP chłodzi próbki za pomocą łaźni wodnej (opcjonalnie zewnętrzny agregat chłodniczy).
| Wymiar integracji | Kluczowe cechy UIP400MTP w automatyce | Korzyści w zrobotyzowanych przepływach pracy o wysokiej przepustowości |
| Kompatybilność płyt | Obsługuje standardowe mikropłytki w formacie SBS (np. 6-1536 dołków); nie są wymagane żadne własne materiały eksploatacyjne. Zaprojektowany do jednolitej sonikacji płytek. | Płynna integracja z podajnikami cieczy i układarkami; upraszcza układ pokładu i logikę obsługi płyt. |
| Tryb sonikacji | Bezkontaktowe przenoszenie energii ultradźwiękowej przez dno płytki; jednoczesne przetwarzanie wszystkich studzienek. | Przetwarzanie wsadowe, które zwiększa przepustowość i jednorodność; zmniejsza ryzyko ręcznej obsługi i zanieczyszczenia. |
| pilot zdalnego sterowania & rejestrowanie | Zdalna obsługa przez przeglądarkę i wbudowane rejestrowanie danych na karcie SD w celu przechwytywania i śledzenia protokołów. | Umożliwia pracę bez nadzoru, automatyczne monitorowanie i integrację metadanych sonikacji z LIMS/ELN w celu zapewnienia zgodności. |
| Zarządzanie temperaturą | Interfejsy do zewnętrznych chłodziarek i czujników temperatury PT100 w celu utrzymania integralności próbki podczas pracy. | Krytyczne znaczenie dla wrażliwych testów; wspiera automatyzację przepływów pracy wymagających kontroli temperatury bez ręcznej interwencji. |
| Złożoność integracji pokładu | Minimum - sonikacja staje się dyskretnym zdarzeniem na płytce uruchamianym zdalnie; nie jest wymagane wyrównanie sondy. Niewielkie rozmiary i bardzo wytrzymała konstrukcja ułatwiają integrację. | Zmniejsza złożoność programowania robota i obniża ryzyko błędów mechanicznych podczas umieszczania płyt. |
| Model przepustowości | Równoległe przetwarzanie na całej płytce, a nie w poszczególnych dołkach. | Skraca czas przetwarzania na płytkę i poprawia moc statystyczną w procesach przesiewowych. |
| Ryzyko zanieczyszczenia | Bezkontaktowa sonikacja minimalizuje kontakt płynu z częściami mechanicznymi. | Zmniejsza obawy związane z walidacją czyszczenia i zanieczyszczeniem krzyżowym w automatyzacji wielopłytkowej. |
| Skalowalność | Kompatybilność z szeregiem formatów wielodołkowych bez zmian sprzętowych. | Obsługuje skalowanie z płyt o niskiej do wysokiej gęstości w ramach tego samego zautomatyzowanego procesu. |
Praktyczna integracja przepływu pracy w automatyzacji
W typowej zrobotyzowanej komorze roboczej o wysokiej przepustowości (np. Tecan Fluent, Hamilton STAR/VANTAGE, Beckman Coulter Biomek), UIP400MTP może być wbudowany jako:
- Stacja sonikacji na pokładzie
Montowany w dedykowanym miejscu na pokładzie lub w stacji peryferyjnej:
Robot umieszcza załadowane płyty bezpośrednio w UIP400MTP,
Sonikacja jest wyzwalana zdalnie,
Gotowe płytki są pobierane przez robota i przenoszone do kolejnych etapów przetwarzania (np. dodawania odczynników lub wykrywania).Zalety:
- Minimalne błędy manipulacji płytą,
- W pełni zautomatyzowana sekwencja,
- Zmniejsza zaangażowanie operatora.
- Samochód boczny lub moduł peryferyjny
UIP400MTP może być umieszczony poza pokładem, ale podłączony za pomocą planistów ścieżek robota (układarki lub interfejsy stosu płyt).Zalety obejmują:
- Wyraźne oddzielenie sonikacji (potencjalny hałas/wibracje) od głównego pokładu,
- Łatwiejsza obudowa zapewniająca bezpieczeństwo i izolację drgań,
- Elastyczne planowanie ścieżek dzięki systemom układania.
Szczegółowe korzyści z automatyzacji
Wzrost przepustowości
Jednoczesna sonikacja na całych płytkach znacznie skraca czas przetwarzania na płytkę w porównaniu do sekwencyjnego wprowadzania sondy. W przypadku dużych partii próbek zmniejsza to wąskie gardła w przepływach pracy, takich jak przygotowanie biblioteki NGS, ekstrakcja białek lub metabolomika.
odtwarzalność & jednorodność
Zaprojektowany, aby dostarczać niemal identyczną energię do wszystkich odwiertów, UIP400MTP znacznie poprawia porównywalność między odwiertami. Jednorodność można wykazać za pomocą standardowych testów (np. erozji folii aluminiowej i rozpoznawania emulsji).
Skalowalność i elastyczność
Możliwość sonikowania różnych formatów wielodołkowych przy użyciu tego samego urządzenia oznacza, że zautomatyzowane procesy mogą być skalowane od 96 do 1536 dołków bez zmiany sprzętu lub sekwencji obsługi.
Niższe koszty materiałów eksploatacyjnych
Wykorzystanie standardowych płytek laboratoryjnych (bez własnych materiałów eksploatacyjnych) minimalizuje koszty operacyjne. – Jest to znacząca zaleta podczas skalowania zautomatyzowanych systemów.
Ulepszona kontrola procesu
Dzięki programowalnym parametrom amplitudy, czasu trwania i temperatury, laboratoria mogą tworzyć zdefiniowane protokoły, które pasują do zautomatyzowanych procedur, z automatycznym rejestrowaniem w celu weryfikacji procesu i kontroli jakości.
UIP400MTP obsługuje zautomatyzowane przepływy pracy w takich obszarach jak:
- Wysokowydajna liza komórek do przygotowania próbek genomicznych lub proteomicznych,
- Fragmentacja DNA/RNA w przepływach pracy NGS,
- Ekstrakcja białek do spektrometrii mas lub testów immunologicznych,
- Miniaturyzacja testów (np. przygotowanie płytek PCR lub ELISA),
- Oddzielanie lub homogenizacja komórek w przepływach pracy w mikrobiologii i biologii komórkowej.
Integracja UIP400MTP – od płynnej łączności sieciowej po zrobotyzowaną obsługę cieczy
Sonikator wielopłytkowy Hielscher łatwo łączy się z oprogramowaniem laboratoryjnym i płynnie integruje się ze zautomatyzowanymi systemami. Od cyfrowego sterowania po zrobotyzowaną obsługę cieczy, UIP400MTP bez trudu dopasowuje się do nowoczesnych przepływów pracy w laboratorium – pomagając usprawnić procesy, poprawić odtwarzalność i zwiększyć wydajność testów.
Projektowanie, produkcja i doradztwo – Jakość Made in Germany
Ultradźwięki Hielscher są dobrze znane z najwyższej jakości i standardów projektowych. Solidność i łatwa obsługa pozwalają na płynną integrację naszych ultradźwiękowców z obiektami przemysłowymi. Trudne warunki i wymagające środowiska są łatwo obsługiwane przez ultradźwięki Hielscher.
Hielscher Ultrasonics jest firmą posiadającą certyfikat ISO i kładzie szczególny nacisk na wysokowydajne ultradźwięki z najnowocześniejszą technologią i łatwością obsługi. Oczywiście ultradźwięki Hielscher są zgodne z CE i spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.
Literatura / Referencje
- 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.
często zadawane pytania
Czym są zautomatyzowane systemy transportu cieczy?
Zautomatyzowane systemy obsługi cieczy to zrobotyzowane przyrządy laboratoryjne przeznaczone do zasysania, dozowania i przenoszenia precyzyjnych objętości cieczy bez konieczności ręcznego pipetowania. Są one wykorzystywane do automatyzacji powtarzalnych zadań laboratoryjnych, takich jak przygotowywanie próbek, dodawanie odczynników, rozcieńczanie i konfiguracja testów. Systemy te poprawiają powtarzalność, wydajność i dokładność, jednocześnie zmniejszając liczbę błędów ludzkich i nakład pracy. Zazwyczaj składają się one z programowalnych ramion robotycznych, modułów pipetujących, oprogramowania do obsługi cieczy oraz stanowisk do obsługi naczyń laboratoryjnych, takich jak płytki, probówki i zbiorniki.
Czym są hotele w sterownikach cieczy?
Hotele w urządzeniach do obsługi cieczy to moduły magazynowe zintegrowane ze zautomatyzowanymi platformami do obsługi cieczy, które przechowują stosy sprzętu laboratoryjnego, takiego jak mikropłytki, stojaki na końcówki lub zbiorniki. Umożliwiają one zautomatyzowane ładowanie i rozładowywanie materiałów eksploatacyjnych podczas długich lub wysokowydajnych procesów roboczych. Hotele zwiększają autonomię operacyjną, umożliwiając systemowi sekwencyjny dostęp do wielu płytek lub stojaków na końcówki bez interwencji człowieka.
Czym są komory robocze w systemach transportu cieczy?
Komórki robocze w systemach obsługi cieczy to zintegrowane środowiska automatyzacji, które łączą wiele instrumentów laboratoryjnych wokół robota do obsługi cieczy w celu wykonywania złożonych przepływów pracy. Komórka robocza może obejmować urządzenia takie jak czytniki płytek, inkubatory, wirówki, zgrzewarki, skanery kodów kreskowych i ramiona robotyczne, które transportują sprzęt laboratoryjny między instrumentami. Taka konfiguracja umożliwia automatyczne wykonywanie wielu etapów eksperymentu w ramach skoordynowanego systemu.
Jakie są różne typy zautomatyzowanych systemów transportu cieczy?
Różne typy zautomatyzowanych systemów obsługi cieczy są generalnie klasyfikowane w oparciu o ich mechanizmy pipetowania i skalę zastosowania. Typowe typy obejmują systemy do obsługi cieczy oparte na końcówkach, które wykorzystują jednorazowe końcówki do pipet w celu zapewnienia wysokiej precyzji i kontroli zanieczyszczeń, akustyczne systemy do obsługi cieczy, które przenoszą nanolitrowe kropelki za pomocą fal dźwiękowych bez fizycznego kontaktu, a także narzędzia trzpieniowe lub systemy ze stałymi końcówkami zaprojektowane do szybkiej replikacji płytek i wysokowydajnych badań przesiewowych. Systemy mogą również różnić się przepustowością, od małych stacjonarnych urządzeń do obsługi cieczy do rutynowych zadań laboratoryjnych po duże zintegrowane platformy do badań przesiewowych i diagnostyki na skalę przemysłową.
Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do rozmiar przemysłowy.