Integrering av Sonicator för mikroplattor UIP400MTP i labbautomation
Hielscher UIP400MTP ultraljudsmaskin för plattor med flera brunnar är konstruerad speciellt för hög genomströmning, enhetlig ultraljudsbehandling av mikrotiterplattor, vilket tillgodoser ett kritiskt behov i automatiserade arbetsflöden för provberedning som spänner över genomik, proteomik, diagnostik och läkemedelsupptäckt. Dess design, gränssnittsfunktioner och driftsegenskaper gör den mycket lämplig för sömlös integrering i moderna automatiserade vätskehanteringssystem – inklusive vätskehanterare och robotiserade arbetsceller från plattformar som Tecan, Hamilton och Beckman Coulter.
Vad UIP400MTP är och varför den är viktig för automation
UIP400MTP är en 400 W, 20 kHz högpresterande ultraljudsmaskin för plattor med flera brunnar som kan leverera exakt, enhetlig ultraljudsenergi över alla brunnar i standardplattor med flera brunnar (t.ex. 6-, 12-, 24-, 48-, 96-, 384-brunnarsformat). Denna enhetlighet stöder reproducerbar provbehandling som är nödvändig för analyser och analyser nedströms.
Till skillnad från traditionella sondsonikatorer sonikerar UIP400MTP:s beröringsfria sonikeringskammare plattor indirekt genom plattans botten, vilket eliminerar behovet av att doppa sonder i prover och minskar risken för korskontaminering. Dess kompatibilitet med standardlaboratorieplattor (inga egna förbrukningsartiklar) förenklar ytterligare integrationen i automatiserade arbetsflöden som förlitar sig på standard SBS-format.
UIP400MTP fokuserad sonikator – lämplig för integrering i automatiserade vätskehanteringssystem
Integration med automatiserade vätskehanterare: Viktiga förutsättningar
- Kompatibilitet med standardplattor
UIP400MTP kan hantera alla standardformat för flerbrunnsplattor, inklusive PCR- och mikrotiterplattor, vilket möjliggör arbetsflöden utan begränsningar vad gäller specialiserade förbrukningsvaror. Detta är i direkt linje med automationsdäck som hanterar SBS-standardplattor.
Varför detta är viktigt: Robotar från Tecan, Hamilton och Beckman flyttar plattor från däckpositioner, staplare, inkubatorer och läsare – och ju mer standardiserad plattan är, desto lättare är det att införliva ytterligare processteg som ultraljudsbehandling utan att ändra plattans geometri eller hanteringslogik. - Beröringsfri, parallell bearbetning
Eftersom UIP400MTP bearbetar alla prover i en platta samtidigt och utan fysiska kontaktprober blir ultraljudsbehandlingen en diskret, repeterbar batchoperation som passar naturligt in i automatiserade sekvenser som t.ex:→ Plattan lossas från staplaren
→ Pipettering av prov i brunnar
→ Flytta till UIP400MTP sonikeringsstation
→ Fjärrutlösare sonikering körning
→ Återför plattan till robotdäcket
→ Fortsätt till nedströmssteg (analys, detektion, etc.)Denna batchkaraktär ökar genomströmningen och minskar variationen mellan brunnar och plattor.
- Fjärrstyrning och protokoll
UIP400MTP har fjärrstyrning via webbläsare och inbyggd loggningsfunktion på SD-kort. Användare kan konfigurera, starta och övervaka sonikeringskörningar i en automatiserad arbetscell utan direkt fysisk inblandning och mata ut maskinläsbara protokollfiler (CSV) för spårbarhet och efterlevnad.
Automatisering Implikation:
Robotstyrenheter (eller middleware-system) kan:- Programmatiskt utlösa sonikering via webbläsarens API eller schemalagt skript,
- Övervaka förloppet (t.ex. förfluten tid, temperatur),
- Fånga metadata för sonikering för integrering i LIMS eller ELN,
- Använd loggade körfiler för batchregistrering, rapportering av efterlevnad och QA/QC.
- Infrastruktur för temperaturreglering
Enheten har portar för en extern recirkulerande kylare och en PT100-temperatursensor för reglering av provtemperaturen under sonikering. Detta möjliggör automatiserade arbetsflöden för att upprätthålla provintegriteten även för känsliga analyser – ett vanligt krav vid genomik- och proteomikförberedelser.
I automationssystem kan detta integreras väl med laboratorieinfrastruktur som redan använder externa kylare, inkubatorer eller miljökontroller som hanteras av robotens schemaläggare.
Den UIP400MTP är inte ett ultraljudsbad. Det är en högintensiv kopp horn för fokuserad ultraljudsbehandling. Denna kraftfulla beröringsfria sonikator ger en enhetlig ultraljudsbehandling över alla brunnar på din vanliga brunnsplatta. Du har exakt kontroll över amplitud, effekt och pulsering. En inbyggd timer och temperatursond säkerställer konsekventa resultat. Den UIP400MTP plattan ultraljudsbehandling kyler prover med vattenbad (extern kylare som tillval).
| Integrationsdimension | Viktiga egenskaper hos UIP400MTP inom automation | Fördelar med robotiserade arbetsflöden med hög genomströmning |
| Kompatibilitet med plattor | Stöder standardmikroplattor i SBS-format (t.ex. 6-1536 brunnar); inga egna förbrukningsartiklar krävs. Utformad för enhetlig sonikering av plattor. | Sömlös integration med vätskehanterare och staplare; förenklar däcklayout och logik för platthantering. |
| Sonikeringsläge | Beröringsfri överföring av ultraljudsenergi genom plattbottnar; samtidig bearbetning av alla brunnar. | Batchbearbetning som ökar genomströmningen och enhetligheten, minskar den manuella hanteringen och risken för kontaminering. |
| fjärrkontroll & Loggning | Webbläsarbaserad fjärrstyrning och inbyggd dataloggning på SD-kort för protokollinspelning och spårbarhet. | Möjliggör obevakade körningar, automatiserad övervakning och integrering av metadata för sonikering i LIMS/ELN för efterlevnad. |
| Temperaturhantering | Gränssnitt för externa kylare och PT100-temperatursensorer för att bibehålla provets integritet under körningar. | Avgörande för känsliga analyser; stöder automatisering av arbetsflöden som kräver temperaturkontroll utan manuellt ingripande. |
| Komplexitet vid integrering av däck | Minimalt - sonikering blir en diskret platthändelse som utlöses på distans; ingen probuppriktning krävs. Det lilla fotavtrycket och den mycket robusta konstruktionen underlättar integrationen. | Minskar komplexiteten i robotprogrammeringen och minskar risken för mekaniska fel under plattplaceringen. |
| Modell för genomströmning | Parallell bearbetning över en hel platta i stället för enskilda brunnar. | Förkortar behandlingstiden per platta och förbättrar den statistiska styrkan i screeningarbetsflöden. |
| Risk för kontaminering | Beröringsfri ultraljudsbehandling minimerar vätskekontakt med mekaniska delar. | Minskar problemen med rengöringsvalidering och korskontaminering vid automatisering med flera plattor. |
| Skalbarhet | Kompatibel med en rad olika multiwell-format utan hårdvaruändringar. | Stödjer skalning från plattor med låg till hög densitet inom samma automatiserade process. |
Praktisk integration av arbetsflöden i automation
I en typisk robotarbetscell med hög genomströmning (t.ex. Tecan Fluent, Hamilton STAR/VANTAGE, Beckman Coulter Biomek) kan UIP400MTP integreras som:
- Station för ultraljudsbehandling på däck
Monteras i en särskild däcksposition eller periferistation där:
Roboten placerar de laddade plåtarna direkt i UIP400MTP,
Sonikering utlöses på distans,
Färdiga plattor hämtas av roboten och flyttas till efterföljande bearbetningssteg (t.ex. tillsats av reagens eller detektering).Fördelar:
- Minimalt antal fel vid hantering av plattan,
- Fullt ut en del av den automatiserade sekvensen,
- Minskar operatörens inblandning.
- Sidovagn eller perifer modul
UIP400MTP kan placeras utanför däck men anslutas via robotbanplanerare (staplare eller plattstaplargränssnitt).Fördelarna här inkluderar:
- Tydlig separation av sonikering (potentiellt buller/vibrationer) från det primära däcket,
- Lättare kapsling för säkerhet och vibrationsisolering,
- Flexibel vägplanering med staplarsystem.
Fördelarna med automatisering i detalj
Ökad genomströmning
Samtidig ultraljudsbehandling över hela plattor förkortar dramatiskt bearbetningstiden per platta jämfört med sekventiell probeinsättning. För stora provbatcher minskar detta flaskhalsar i arbetsflöden som NGS-biblioteksförberedelse, proteinextraktion eller metabolomik.
reproducerbarhet & likformighet
UIP400MTP är konstruerad för att leverera nästan identisk energi till alla brunnar, vilket avsevärt förbättrar jämförbarheten mellan brunnar. Enhetligheten kan påvisas med standardiserade tester (t.ex. erosion av aluminiumfolie och emulsionsigenkänning).
Skalbarhet och flexibilitet
Möjligheten att sonikera olika flerbrunnsformat med samma instrument innebär att automatiserade processer kan skalas från 96 till 1536 brunnar utan att utrustning eller hanteringssekvenser behöver ändras.
Minskade kostnader för förbrukningsvaror
Användning av standardplattor (inga egna förbrukningsartiklar) minimerar driftskostnaderna – en betydande fördel vid skalning av automatiserade system.
Förbättrad processtyrning
Med programmerbara parametrar för amplitud, varaktighet och temperatur kan laboratorier skapa definierade protokoll som passar in i automatiserade rutiner, med automatisk loggning för processverifiering och kvalitetskontroll.
UIP400MTP stöder automatiserade arbetsflöden inom områden som t.ex:
- Celllys med hög genomströmning för provberedning inom genomik och proteomik,
- DNA/RNA-fragmentering i NGS-arbetsflöden,
- Proteinextraktion för masspektrometri eller immunoassays,
- Miniatyrisering av analyser (t.ex. förberedelse av PCR- eller ELISA-plattor),
- Cellavskiljning eller homogenisering i arbetsflöden inom mikrobiologi och cellbiologi.
Integrering av UIP400MTP – från sömlös nätverksanslutning till robotiserad vätskehantering
Hielschers flerplattssonikator kan enkelt anslutas till labbprogramvara och integreras smidigt i automatiserade system. Från digital styrning till robotiserad vätskehantering - UIP400MTP passar enkelt in i moderna laboratoriearbetsflöden – vilket bidrar till att effektivisera processer, förbättra reproducerbarheten och öka analysens prestanda.
Design, tillverkning och rådgivning – Kvalitet tillverkad i Tyskland
Hielscher ultraljudsapparater är välkända för sina högsta kvalitets- och designstandarder. Robusthet och enkel drift möjliggör en smidig integration av våra ultraljudsapparater i industriella anläggningar. Tuffa förhållanden och krävande miljöer hanteras enkelt av Hielscher ultraljudsapparater.
Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultraljudsapparater med den senaste tekniken och användarvänligheten. Naturligtvis är Hielscher ultraljudsapparater CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.
Litteratur / Referenser
- 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.
Vanliga frågor och svar
Vad är automatiserade vätskehanteringssystem?
Automatiserade vätskehanteringssystem är robotiserade laboratorieinstrument som är utformade för att suga upp, dispensera och överföra exakta volymer av vätskor utan manuell pipettering. De används för att automatisera repetitiva laboratorieuppgifter som provberedning, tillsats av reagens, spädning och analysuppsättning. Dessa system förbättrar reproducerbarheten, genomströmningen och noggrannheten samtidigt som de minskar mänskliga fel och arbetsinsatser. De består vanligtvis av programmerbara robotarmar, pipetteringsmoduler, programvara för vätskehantering och däckpositioner för laboratorieutrustning som plattor, rör och reservoarer.
Vad är hotell i vätskehanterare?
Hotell i vätskehanterare är lagringsmoduler som är integrerade i automatiserade vätskehanteringsplattformar och som rymmer staplar av laboratorieutrustning som mikroplattor, spetsställ eller reservoarer. De möjliggör automatiserad lastning och lossning av förbrukningsartiklar under långa arbetsflöden eller arbetsflöden med hög kapacitet. Hotell ökar den operativa autonomin genom att låta systemet komma åt flera plattor eller spetsställ sekventiellt utan mänsklig inblandning.
Vad är Workcells i vätskehanteringssystem?
Arbetsceller i vätskehanteringssystem är integrerade automationsmiljöer som kombinerar flera laboratorieinstrument runt en vätskehanteringsrobot för att utföra komplexa arbetsflöden. En arbetscell kan innehålla enheter som plattläsare, inkubatorer, centrifuger, förslutare, streckkodsläsare och robotarmar som transporterar laboratorieutrustning mellan instrumenten. Denna konfiguration gör att flera experimentella steg kan utföras automatiskt inom ett samordnat system.
Vilka är de olika typerna av automatiserade vätskehanteringssystem?
Olika typer av automatiserade vätskehanteringssystem klassificeras i allmänhet baserat på deras pipetteringsmekanismer och applikationsskala. Vanliga typer är spetsbaserade vätskehanterare som använder engångspipettspetsar för hög precision och kontamineringskontroll, akustiska vätskehanterare som överför nanolitersdroppar med hjälp av ljudvågor utan fysisk kontakt samt stiftverktyg eller system med fasta spetsar som är utformade för snabb plattreplikering och screening med hög kapacitet. Systemen kan också variera i genomströmning, från små bänkmonterade vätskehanterare för rutinmässiga laboratorieuppgifter till stora integrerade plattformar för screening och diagnostik i industriell skala.
Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer från labb till industriell storlek.