Integrácia sonikátora mikrotitračných platní UIP400MTP do laboratórnej automatizácie
Sonikátor Hielscher UIP400MTP s viacerými jamkami je špeciálne navrhnutý na vysoko výkonné, rovnomerné ultrazvukové spracovanie mikrotitračných platní, čím rieši kritickú potrebu v automatizovaných pracovných postupoch prípravy vzoriek v oblasti genomiky, proteomiky, diagnostiky a objavovania liekov. Vďaka svojej konštrukcii, možnostiam rozhrania a prevádzkovým vlastnostiam je veľmi vhodný na bezproblémové začlenenie do moderných automatizovaných systémov na spracovanie kvapalín. – vrátane manipulátorov s kvapalinami a robotických pracovných buniek od spoločností ako Tecan, Hamilton a Beckman Coulter.
Čo je UIP400MTP a prečo je dôležitý pre automatizáciu
UIP400MTP je vysokovýkonný sonikátor s výkonom 400 W a frekvenciou 20 kHz, ktorý dokáže dodávať presnú a rovnomernú ultrazvukovú energiu do všetkých jamiek štandardných viacjamkových platní (napr. 6, 12, 24, 48, 96 a 384 jamkových formátov). Táto rovnomernosť podporuje reprodukovateľné spracovanie vzoriek potrebné pre následné testy a analýzy.
Na rozdiel od tradičných sonikátorov sonikuje bezkontaktná sonikačná komora sonikátora UIP400MTP platne nepriamo cez dno platne, čím sa eliminuje potreba ponoriť sondy do vzoriek a znižuje sa riziko krížovej kontaminácie. Jeho kompatibilita so štandardnými laboratórnymi platňami (bez proprietárneho spotrebného materiálu) ďalej zjednodušuje integráciu do automatizačných pracovných postupov, ktoré sa spoliehajú na štandardné formáty SBS.
Fokusovaný sonikátor UIP400MTP – vhodné na integráciu do automatizovaných systémov na manipuláciu s kvapalinami
Integrácia s automatizovanými zariadeniami na spracovanie kvapalín: Kľúčové faktory
- Kompatibilita so štandardnými doskami
UIP400MTP akceptuje všetky štandardné formáty viacjamkových platničiek vrátane PCR a mikrotitračných platničiek, čo umožňuje pracovné postupy bez obmedzenia špecializovaného spotrebného materiálu. To sa priamo spája s automatizačnými palubami, ktoré pracujú s platňami štandardu SBS.
Prečo je to dôležité: Roboty od spoločností Tecan, Hamilton a Beckman premiestňujú platne z palubných pozícií, odkladačov, inkubátorov a čítačiek. – a čím je platňa štandardizovanejšia, tým ľahšie je zahrnúť ďalšie kroky procesu, ako je sonikácia, bez zmeny geometrie platne alebo logiky manipulácie. - Bezkontaktné, paralelné spracovanie
Keďže UIP400MTP spracováva všetky vzorky na platni súčasne a bez fyzických kontaktných sond, krok sonikácie sa stáva diskrétnou, opakovateľnou dávkovou operáciou, ktorá prirodzene zapadá do automatizovaných sekvencií, ako sú napr:→ Doska vyložená zo zakladača
→ Pipetovanie vzorky do jamiek
→ Presun do sonikačnej stanice UIP400MTP
→ Diaľkové spustenie sonikácie
→ Vrátenie dosky na palubu robota
→ Pokračujte v nadväzujúcich krokoch (analýza, detekcia atď.)Táto dávková povaha zvyšuje priepustnosť a znižuje variabilitu medzi jamkami a platňami.
- Vzdialená prevádzka a protokolovanie
UIP400MTP obsahuje diaľkové ovládanie pomocou prehliadača a zabudovanú funkciu zaznamenávania na SD kartu. Používatelia môžu konfigurovať, spúšťať a monitorovať sonikáciu v automatizovanej pracovnej bunke bez priameho fyzického zásahu a výstupné súbory strojovo čitateľných protokolov (CSV) na sledovanie a dodržiavanie predpisov.
Dôsledky automatizácie:
Robotické ovládače (alebo systémy middleware) môžu:- Programovo spúšťajte sonikáciu prostredníctvom rozhrania API prehliadača alebo naplánovaného skriptu,
- Monitorovanie priebehu (napr. uplynulý čas, teplota),
- Zachytávanie metadát sonikácie na integráciu do LIMS alebo ELN,
- Používajte súbory so zaznamenanými spusteniami na záznamy o dávkach, hlásenia o zhode a kontrolu kvality.
- Infraštruktúra na reguláciu teploty
Jednotka obsahuje porty pre externý recirkulačný chladič a teplotný senzor PT100 na reguláciu teploty vzorky počas sonikácie. To umožňuje automatizované pracovné postupy na zachovanie integrity vzorky aj pri citlivých testoch – bežná požiadavka v genomike a proteomike.
V automatizačných systémoch sa to dobre integruje s laboratórnou infraštruktúrou, ktorá už používa externé chladiace zariadenia, inkubátory alebo riadenie prostredia spravované plánovačom robota.
UIP400MTP nie je ultrazvukový kúpeľ. Je to vysoko intenzívny pohárový roh pre sústredenú sonikaciu. Tento výkonný bezkontaktný sonikátor poskytuje rovnomernú sonikáciu vo všetkých jamkách vašej štandardnej jamky. Máte presnú kontrolu nad amplitúdou, výkonom a pulzovaním. Vstavaný časovač a teplotná sonda zaisťujú konzistentné výsledky. UIP400MTP doskový sonikátor chladí vzorky vodným kúpeľom (voliteľný externý chladič).
| Rozmer integrácie | Kľúčové funkcie UIP400MTP v automatizácii | Výhody pri robotických vysoko výkonných pracovných postupoch |
| Kompatibilita dosiek | Podporuje štandardné mikroplatničky formátu SBS (napr. 6-1536 jamiek); nie je potrebný vlastný spotrebný materiál. Navrhnuté na rovnomernú sonikáciu doštičiek. | Bezproblémová integrácia s manipulátormi kvapalín a stohovačmi; zjednodušuje rozloženie palúb a logiku manipulácie s doskami. |
| Režim sonikácie | Bezkontaktný prenos ultrazvukovej energie cez dno platne; súčasné spracovanie všetkých jamiek. | Dávkové spracovanie, ktoré zvyšuje priepustnosť a rovnomernosť; znižuje manuálnu manipuláciu a riziko kontaminácie. |
| diaľkové ovládanie & prihlasovanie | Vzdialená obsluha prostredníctvom prehliadača a zabudované zaznamenávanie údajov na karte SD na zachytávanie protokolov a sledovateľnosť. | Umožňuje bezobslužné spustenie, automatické monitorovanie a integráciu metadát o sonikácii do LIMS/ELN na zabezpečenie zhody. |
| Riadenie teploty | Rozhrania pre externé chladiče a snímače teploty PT100 na zachovanie integrity vzorky počas prevádzky. | Kritické pre citlivé testy; podporuje automatizáciu pracovných postupov, ktoré si vyžadujú kontrolu teploty bez manuálneho zásahu. |
| Zložitosť integrácie paluby | Minimálne - sonikácia sa stáva diskrétnou udalosťou na platni spustenou na diaľku; nie je potrebné žiadne zarovnanie sondy. Malé rozmery a veľmi robustná konštrukcia uľahčujú integráciu. | Znižuje zložitosť programovania robota a znižuje riziko mechanických chýb pri umiestňovaní dosiek. |
| Model priepustnosti | Paralelné spracovanie na celej platni namiesto jednotlivých jamiek. | Skracuje čas spracovania na jednu platňu a zlepšuje štatistickú silu pri skríningových pracovných postupoch. |
| Riziko kontaminácie | Bezkontaktná sonikácia minimalizuje kontakt kvapaliny s mechanickými časťami. | Znižuje validáciu čistenia a obavy z krížovej kontaminácie pri automatizácii viacerých platní. |
| Škálovateľnosť | Kompatibilita s celým radom viacjadrových formátov bez zmeny hardvéru. | Podporuje škálovanie z dosiek s nízkou hustotou na dosky s vysokou hustotou v rámci toho istého automatizovaného procesu. |
Praktická integrácia pracovných postupov v automatizácii
V typickej vysoko výkonnej robotickej pracovnej bunke (napr. Tecan Fluent, Hamilton STAR/VANTAGE, Beckman Coulter Biomek) môže byť UIP400MTP zabudovaný ako:
- Sonizačná stanica na palube
Montuje sa na vyhradené miesto na palube alebo na periférnu stanicu, kde:
Robot vkladá vložené dosky priamo do UIP400MTP,
Sonikácia sa spúšťa na diaľku,
Hotové platne robot vyberie a presunie ich do ďalších krokov spracovania (napr. pridanie činidla alebo detekcia).Výhody:
- Minimálne chyby pri manipulácii s doskou,
- Úplná súčasť automatizovanej sekvencie,
- Znižuje zapojenie obsluhy.
- Bočný alebo periférny modul
UIP400MTP môže byť umiestnený mimo paluby, ale pripojený cez plánovače dráhy robota (stohovače alebo rozhrania pre stohovanie dosiek).Medzi výhody patrí:
- Jasné oddelenie sonikácie (potenciálny hluk/vibrácie) od primárnej paluby,
- Jednoduchšie krytie pre bezpečnosť a izoláciu vibrácií,
- Flexibilné plánovanie dráhy pomocou stohovacích systémov.
Podrobné informácie o výhodách automatizácie
Zvýšenie priepustnosti
Súčasná sonikácia na celých platniach výrazne skracuje čas spracovania jednej platne v porovnaní so sekvenčným vkladaním sond. V prípade veľkých dávok vzoriek sa tým znižujú úzke miesta v pracovných postupoch, ako je príprava knižníc NGS, extrakcia proteínov alebo metabolomika.
reprodukovateľnosť & jednotnosť
Zariadenie UIP400MTP je skonštruované tak, aby dodávalo takmer rovnakú energiu do všetkých vrtov, čím výrazne zlepšuje porovnateľnosť jednotlivých vrtov. Rovnomernosť je preukázateľná pomocou štandardizovaných testov (napr. erózia hliníkovej fólie a rozpoznávanie emulzie).
Škálovateľnosť a flexibilita
Schopnosť sonikovať rôzne formáty s viacerými jamkami pomocou toho istého prístroja znamená, že automatizované procesy možno rozšíriť z 96 na 1536 jamiek bez zmeny zariadenia alebo manipulačných sekvencií.
Zníženie nákladov na spotrebný materiál
Používanie štandardných laboratórnych platní (bez vlastného spotrebného materiálu) minimalizuje prevádzkové náklady – významnú výhodu pri škálovaní automatizovaných systémov.
Zlepšené riadenie procesov
Vďaka programovateľným parametrom amplitúdy, trvania a teploty môžu laboratóriá vytvárať definované protokoly, ktoré sa hodia do automatizovaných postupov, s automatickým zaznamenávaním na overenie procesu a kontrolu kvality.
UIP400MTP podporuje automatizované pracovné postupy v oblastiach, ako sú:
- Vysoko výkonná lýza buniek na prípravu vzoriek na genomiku alebo proteomiku,
- Fragmentácia DNA/RNA v pracovných postupoch NGS,
- Extrakcia proteínov na hmotnostnú spektrometriu alebo imunoanalýzu,
- miniaturizácia testov (napr. príprava PCR alebo ELISA platní),
- Oddeľovanie alebo homogenizácia buniek v pracovných postupoch mikrobiológie a bunkovej biológie.
Integrácia UIP400MTP – od bezproblémového sieťového pripojenia až po robotickú manipuláciu s kvapalinami
Sonikátor s viacerými platňami Hielscher sa ľahko pripája k laboratórnemu softvéru a bez problémov sa integruje do automatizovaných systémov. Od digitálneho ovládania až po robotickú manipuláciu s kvapalinami - UIP400MTP sa bez problémov začlení do moderných laboratórnych pracovných postupov – pomáha zefektívniť procesy, zlepšiť reprodukovateľnosť a zvýšiť výkonnosť testov.
Dizajn, výroba a poradenstvo – Kvalita vyrobená v Nemecku
Ultrazvukové prístroje Hielscher sú známe svojou najvyššou kvalitou a dizajnovými štandardmi. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných zariadení. Drsné podmienky a náročné prostredie ľahko zvládnu ultrazvukové prístroje Hielscher.
Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Ultrazvukové prístroje Hielscher sú samozrejme v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.
Literatúra / Referencie
- 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.
často kladené otázky
Čo sú automatizované systémy na manipuláciu s kvapalinami?
Automatizované systémy na manipuláciu s kvapalinami sú robotické laboratórne prístroje určené na nasávanie, dávkovanie a prenos presných objemov kvapalín bez manuálneho pipetovania. Používajú sa na automatizáciu opakujúcich sa laboratórnych úloh, ako je príprava vzoriek, pridávanie činidiel, riedenie a nastavovanie analýz. Tieto systémy zlepšujú reprodukovateľnosť, výkonnosť a presnosť a zároveň znižujú chybovosť a ľudskú prácu. Zvyčajne pozostávajú z programovateľných robotických ramien, pipetovacích modulov, softvéru na manipuláciu s kvapalinami a palubných pozícií pre laboratórny riad, ako sú platne, skúmavky a zásobníky.
Čo sú hotely v zariadeniach na spracovanie kvapalín?
Hotely v zariadeniach na manipuláciu s kvapalinami sú úložné moduly integrované do automatizovaných platforiem na manipuláciu s kvapalinami, v ktorých sú uložené zásobníky laboratórneho materiálu, ako sú mikroplatničky, stojany na špičky alebo zásobníky. Umožňujú automatizované nakladanie a vykladanie spotrebného materiálu počas dlhých alebo vysoko výkonných pracovných postupov. Hotely zvyšujú prevádzkovú autonómiu tým, že umožňujú systému postupný prístup k viacerým platničkám alebo stojanom na špičky bez ľudského zásahu.
Čo sú pracovné bunky v systémoch na manipuláciu s kvapalinami?
Pracovné bunky v systémoch na manipuláciu s kvapalinami sú integrované automatizačné prostredia, ktoré spájajú viaceré laboratórne prístroje okolo robota na manipuláciu s kvapalinami na vykonávanie komplexných pracovných postupov. Pracovná bunka môže zahŕňať zariadenia, ako sú čítačky doštičiek, inkubátory, centrifúgy, uzatváracie zariadenia, snímače čiarových kódov a robotické ramená, ktoré prepravujú laboratórny riad medzi prístrojmi. Táto konfigurácia umožňuje automatické vykonávanie viacerých experimentálnych krokov v rámci koordinovaného systému.
Aké sú rôzne typy automatizovaných systémov na manipuláciu s kvapalinami?
Rôzne typy automatizovaných systémov na manipuláciu s kvapalinami sa všeobecne klasifikujú na základe ich pipetovacích mechanizmov a rozsahu použitia. Medzi bežné typy patria zariadenia na manipuláciu s kvapalinami založené na špičkách, ktoré používajú jednorazové pipetovacie špičky na vysokú presnosť a kontrolu kontaminácie, akustické zariadenia na manipuláciu s kvapalinami, ktoré prenášajú nanolitrové kvapky pomocou zvukových vĺn bez fyzického kontaktu, a kolíkové nástroje alebo systémy s pevnými špičkami určené na rýchlu replikáciu doštičiek a vysoko výkonné skríningy. Systémy sa môžu líšiť aj v priepustnosti, od malých stolových zariadení na spracovanie kvapalín na rutinné laboratórne úlohy až po veľké integrované platformy na priemyselný skríning a diagnostiku.
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórium do priemyselná veľkosť.