Integração do Sonicador de Microplacas UIP400MTP na automatização do laboratório
O sonicador de placas multipoços UIP400MTP da Hielscher foi concebido especificamente para o processamento ultrassónico uniforme e de alto rendimento de placas de microtitulação, respondendo a uma necessidade crítica nos fluxos de trabalho de preparação automatizada de amostras que abrangem a genómica, a proteómica, o diagnóstico e a descoberta de medicamentos. O seu design, capacidades de interface e caraterísticas operacionais tornam-no altamente adequado para uma incorporação perfeita nos modernos sistemas automatizados de manuseamento de líquidos – incluindo manipuladores de líquidos e células de trabalho robotizadas de plataformas como a Tecan, Hamilton e Beckman Coulter.
O que é o UIP400MTP e por que ele é importante para a automação
O UIP400MTP é um sonicador de placas multipoços de 400 W e 20 kHz de alto desempenho, capaz de fornecer energia ultra-sónica precisa e uniforme em todos os poços de placas multipoços padrão (por exemplo, formatos de 6, 12, 24, 48, 96 e 384 poços). Esta uniformidade suporta o processamento reprodutível de amostras necessário para ensaios e análises a jusante.
Ao contrário dos sonicadores de sonda tradicionais, a câmara de sonicação sem contacto do UIP400MTP sonicam as placas indiretamente através do fundo da placa, eliminando a necessidade de mergulhar as sondas nas amostras e reduzindo o risco de contaminação cruzada. A sua compatibilidade com placas de laboratório padrão (sem consumíveis proprietários) simplifica ainda mais a integração em fluxos de trabalho de automatização que dependem de formatos SBS padrão.
Sonicador focalizado UIP400MTP – adequado para integração em sistemas automatizados de manuseamento de líquidos
Integração com manipuladores automáticos de líquidos: Principais facilitadores
- Compatibilidade da placa padrão
A UIP400MTP aceita todos os formatos padrão de placas de múltiplos poços, incluindo placas PCR e microtitulação, permitindo fluxos de trabalho sem restrições de consumíveis especializados. Isto alinha-se diretamente com as plataformas de automação que lidam com placas padrão SBS.
Porque é que isto é importante: Os robôs da Tecan, Hamilton e Beckman movem as placas das posições de deck, empilhadores, incubadoras e leitores – e quanto mais normalizada for a placa, mais fácil será incorporar passos adicionais do processo, como a sonicação, sem alterar a geometria da placa ou a lógica de manuseamento. - Processamento paralelo e sem contacto
Uma vez que a UIP400MTP processa todas as amostras numa placa simultaneamente e sem sondas de contacto físico, o passo de sonicação torna-se uma operação de lote discreta e repetível que se encaixa naturalmente em sequências automatizadas, tais como:→ Placa descarregada do empilhador
→ Pipetagem da amostra para os poços
→ Passar para a estação de sonicação UIP400MTP
→ Acionamento remoto da execução da sonicação
→ Placa de retorno à plataforma robótica
→ Passar às etapas a jusante (análise, deteção, etc.)Esta natureza de lote aumenta o rendimento e reduz a variabilidade entre poços e placas.
- Funcionamento remoto e protocolo
O UIP400MTP inclui controlo remoto por browser e funcionalidade de registo em cartão SD incorporada. Os utilizadores podem configurar, iniciar e monitorizar execuções de sonicação numa célula de trabalho automatizada sem intervenção física direta e produzir ficheiros de protocolo legíveis por máquina (CSV) para rastreabilidade e conformidade.
Implicações da automatização:
Os controladores robóticos (ou sistemas de middleware) podem:- Ativar programaticamente a sonicação através da API do browser ou de um script agendado,
- Monitorizar o progresso (por exemplo, tempo decorrido, temperatura),
- Captura de metadados de sonicação para integração em LIMS ou ELN,
- Utilize ficheiros de execução registados para registos de lotes, relatórios de conformidade e QA/QC.
- Infraestrutura de controlo da temperatura
A unidade inclui portas para um refrigerador de recirculação externo e um sensor de temperatura PT100 para regular as temperaturas das amostras durante a sonicação. Isto permite que os fluxos de trabalho automatizados mantenham a integridade da amostra, mesmo para ensaios sensíveis – um requisito comum na preparação da genómica e da proteómica.
Nos sistemas de automação, isto integra-se bem na infraestrutura do laboratório que já utiliza refrigeradores externos, incubadoras ou controlos ambientais geridos pelo programador do robô.
O UIP400MTP não é um banho de ultra-sons. É uma trompa de copo de alta intensidade para uma sonicação focalizada. Este potente sonicador sem contacto proporciona uma sonicação uniforme em todos os poços da sua placa de poços padrão. Tem um controlo preciso da amplitude, potência e pulsação. Um temporizador incorporado e uma sonda de temperatura garantem resultados consistentes. O sonicador de placas UIP400MTP arrefece as amostras com um banho de água (refrigerador externo opcional).
| Dimensão de integração | Principais caraterísticas do UIP400MTP em automação | Benefícios em fluxos de trabalho robóticos de alto rendimento |
| Compatibilidade de placas | Suporta microplacas de formato SBS padrão (por exemplo, 6-1536 poços); não são necessários consumíveis proprietários. Concebida para uma sonicação uniforme da placa. | Integração perfeita com manipuladores de líquidos e empilhadores; simplifica a disposição das plataformas e a lógica de manuseamento das placas. |
| Modo de Sonicação | Transferência de energia ultra-sónica sem contacto através dos fundos das placas; processamento simultâneo de todos os poços. | Processamento de lotes que aumenta o rendimento e a uniformidade; reduz o manuseamento manual e o risco de contaminação. |
| controlo remoto & registo | Funcionamento remoto baseado no navegador e registo de dados em cartão SD integrado para captura e rastreabilidade de protocolos. | Permite execuções sem supervisão, monitorização automatizada e integração de metadados de sonicação em LIMS/ELN para conformidade. |
| Gestão da temperatura | Interfaces para refrigeradores externos e sensores de temperatura PT100 para manter a integridade da amostra durante os ensaios. | Crítico para ensaios sensíveis; suporta a automatização de fluxos de trabalho que requerem controlo de temperatura sem intervenção manual. |
| Complexidade da integração do convés | Mínimo - a sonicação torna-se um evento discreto da placa acionado remotamente; não é necessário o alinhamento da sonda. A pequena área ocupada e o design muito robusto facilitam a integração. | Reduz a complexidade da programação do robot e diminui o risco de erros mecânicos durante a colocação da placa. |
| Modelo de rendimento | Processamento paralelo numa placa inteira em vez de poços individuais. | Reduz o tempo de processamento por placa e melhora o poder estatístico em fluxos de trabalho de rastreio. |
| Risco de contaminação | A sonicação sem contacto minimiza o contacto do fluido com as peças mecânicas. | Reduz as preocupações com a validação da limpeza e a contaminação cruzada na automatização de várias placas. |
| escalabilidade | Compatível com uma gama de formatos multipoços sem alterações de hardware. | Suporta o escalonamento de placas de baixa para alta densidade dentro do mesmo processo automatizado. |
Integração prática do fluxo de trabalho na automatização
Numa célula de trabalho robótica típica de alto rendimento (por exemplo, Tecan Fluent, Hamilton STAR/VANTAGE, Beckman Coulter Biomek), o UIP400MTP pode ser incorporado como:
- Estação de Sonicação no Convés
Montado numa posição de convés dedicada ou numa estação periférica onde:
O robot coloca as placas carregadas diretamente na UIP400MTP,
A sonicação é acionada remotamente,
As placas concluídas são recuperadas pelo robot e movidas para as etapas de processamento subsequentes (por exemplo, adição de reagentes ou deteção).Vantagens:
- Erros mínimos de manipulação da placa,
- Faz parte integrante da sequência automatizada,
- Reduz o envolvimento do operador.
- Carro lateral ou módulo periférico
A UIP400MTP pode estar situada fora do convés, mas ligada através de planeadores de percursos de robôs (empilhadores ou interfaces de empilhamento de placas).As vantagens aqui incluem:
- Separação clara da sonicação (potencial ruído/vibração) do convés primário,
- Maior facilidade de proteção para segurança e isolamento de vibrações,
- Planeamento flexível do percurso com sistemas de empilhamento.
Vantagens da automatização em pormenor
Ganhos de produtividade
A sonicação simultânea em placas inteiras reduz drasticamente o tempo de processamento por placa em comparação com a inserção sequencial da sonda. Para grandes lotes de amostras, isto reduz os estrangulamentos em fluxos de trabalho como a preparação de bibliotecas NGS, extração de proteínas ou metabolómica.
reprodutibilidade & uniformidade
Projetado para fornecer energia quase idêntica a todos os poços, o UIP400MTP melhora significativamente a comparabilidade entre poços. A uniformidade é demonstrável com testes padronizados (por exemplo, erosão de folha de alumínio e reconhecimento de emulsão).
Escalabilidade e flexibilidade
A capacidade de sonicar vários formatos de múltiplos poços utilizando o mesmo instrumento significa que os processos automatizados podem escalar de 96 a 1536 poços sem alterar o equipamento ou as sequências de manuseamento.
Redução dos custos de consumíveis
A utilização de placas de laboratório padrão (sem consumíveis próprios) minimiza as despesas de funcionamento – uma vantagem significativa na expansão de sistemas automatizados.
Melhoria do controlo do processo
Com parâmetros programáveis de amplitude, duração e temperatura, os laboratórios podem criar protocolos definidos que se enquadram em rotinas automatizadas, com registo automático para verificação do processo e controlo de qualidade.
O UIP400MTP suporta fluxos de trabalho automatizados em áreas como:
- Lise celular de alto rendimento para preparação de amostras genómicas ou proteómicas,
- Fragmentação de ADN/ARN em fluxos de trabalho NGS,
- Extração de proteínas para espetrometria de massa ou imunoensaios,
- Miniaturização de ensaios (por exemplo, PCR ou preparação de placas ELISA),
- Separação ou homogeneização de células em fluxos de trabalho de microbiologia e biologia celular.
Integração do UIP400MTP – desde a conetividade de rede sem falhas até ao manuseamento robótico de líquidos
O sonicador multiplacas Hielscher liga-se facilmente ao software de laboratório e integra-se sem problemas em sistemas automatizados. Desde o controlo digital ao manuseamento robótico de líquidos, o UIP400MTP adapta-se sem esforço aos modernos fluxos de trabalho de laboratório – ajudando a otimizar os processos, a melhorar a reprodutibilidade e a melhorar o desempenho dos ensaios.
Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha
Os ultrassons Hielscher são conhecidos pelos seus elevados padrões de qualidade e design. A robustez e a facilidade de operação permitem a integração harmoniosa dos nossos ultrassons nas instalações industriais. As condições difíceis e os ambientes exigentes são facilmente controlados pelos ultrassons Hielscher.
A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada pela ISO e dá especial ênfase aos ultrassons de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os ultrassons da Hielscher estão em conformidade com a CE e cumprem os requisitos da UL, CSA e RoHs.
Literatura / Referências
- 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.
perguntas frequentes
O que são sistemas automatizados de manuseamento de líquidos?
Os sistemas automatizados de manuseamento de líquidos são instrumentos laboratoriais robóticos concebidos para aspirar, dispensar e transferir volumes precisos de líquidos sem pipetagem manual. São utilizados para automatizar tarefas laboratoriais repetitivas, como a preparação de amostras, a adição de reagentes, a diluição e a preparação de ensaios. Estes sistemas melhoram a reprodutibilidade, o rendimento e a exatidão, ao mesmo tempo que reduzem o erro humano e o trabalho. São normalmente constituídos por braços robóticos programáveis, módulos de pipetagem, software de manuseamento de líquidos e posições de deck para material de laboratório, como placas, tubos e reservatórios.
O que são hotéis em manipuladores de líquidos?
Os hotéis em manipuladores de líquidos são módulos de armazenamento integrados em plataformas automatizadas de manipulação de líquidos que contêm pilhas de material de laboratório, tais como microplacas, racks de pontas ou reservatórios. Permitem o carregamento e descarregamento automático de consumíveis durante fluxos de trabalho longos ou de elevado rendimento. Os hotéis aumentam a autonomia operacional, permitindo que o sistema aceda a várias placas ou racks de pontas sequencialmente sem intervenção humana.
O que são células de trabalho em sistemas de manuseamento de líquidos?
As células de trabalho em sistemas de manuseamento de líquidos são ambientes de automação integrados que combinam vários instrumentos de laboratório em torno de um robot de manuseamento de líquidos para realizar fluxos de trabalho complexos. Uma célula de trabalho pode incluir dispositivos como leitores de placas, incubadoras, centrífugas, seladoras, leitores de códigos de barras e braços robóticos que transportam material de laboratório entre instrumentos. Esta configuração permite que vários passos experimentais sejam executados automaticamente num sistema coordenado.
Quais são os diferentes tipos de sistemas automatizados de manuseamento de líquidos?
Os diferentes tipos de sistemas automatizados de manuseamento de líquidos são geralmente classificados com base nos seus mecanismos de pipetagem e escala de aplicação. Os tipos mais comuns incluem manipuladores de líquidos baseados em pontas que utilizam pontas de pipeta descartáveis para uma elevada precisão e controlo de contaminação, manipuladores de líquidos acústicos que transferem gotículas de nanolitros utilizando ondas sonoras sem contacto físico, e ferramentas de pinos ou sistemas de ponta fixa concebidos para a replicação rápida de placas e rastreio de elevado rendimento. Os sistemas podem também variar em termos de rendimento, desde pequenos manipuladores de líquidos de bancada para tarefas laboratoriais de rotina até grandes plataformas integradas para rastreio e diagnóstico à escala industrial.
A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho a partir de laboratório para dimensão industrial.