การผสานเครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับไมโครเพลต UIP400MTP เข้ากับระบบอัตโนมัติในห้องปฏิบัติการ

เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับเพลตหลายหลุม Hielscher UIP400MTP ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมโดยเฉพาะสำหรับการประมวลผลเพลตไมโครไทเทอร์ด้วยคลื่นอัลตราโซนิกอย่างสม่ำเสมอและรองรับตัวอย่างจำนวนมาก เพื่อตอบสนองความต้องการสำคัญในกระบวนงานเตรียมตัวอย่างอัตโนมัติที่ครอบคลุมจีโนมิกส์ โปรตีโอมิกส์ การวินิจฉัย และการค้นพบยา การออกแบบ ความสามารถของอินเทอร์เฟซ และลักษณะการทำงานทำให้เครื่องนี้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการผสานเข้ากับระบบจัดการของเหลวอัตโนมัติสมัยใหม่อย่างราบรื่น – รวมถึงเครื่องจัดการของเหลวและชุดปฏิบัติงานหุ่นยนต์จากแพลตฟอร์มต่าง ๆ เช่น Tecan, Hamilton และ Beckman Coulter

UIP400MTP คืออะไร และเหตุใดจึงสำคัญต่อระบบอัตโนมัติ

UIP400MTP เป็นเครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับเพลตหลายหลุมประสิทธิภาพสูง ขนาด 400 W, 20 kHz ที่สามารถส่งพลังงานอัลตราโซนิกได้อย่างแม่นยำและสม่ำเสมอทั่วทุกหลุมของเพลตหลายหลุมมาตรฐาน (เช่น รูปแบบ 6, 12, 24, 48, 96 และ 384 หลุม) ความสม่ำเสมอนี้ช่วยให้การประมวลผลตัวอย่างให้ผลที่ทำซ้ำได้ ซึ่งจำเป็นต่อการทดสอบและการวิเคราะห์ในขั้นตอนถัดไป
ต่างจากเครื่องโซนิเคเตอร์แบบโพรบดั้งเดิม ห้องโซนิเคชันแบบไม่สัมผัสของ UIP400MTP ส่งคลื่นอัลตราโซนิกไปยังเพลตโดยอ้อมผ่านก้นเพลต จึงไม่จำเป็นต้องจุ่มโพรบลงในตัวอย่างและลดความเสี่ยงของการปนเปื้อนข้าม ความเข้ากันได้กับเพลตห้องปฏิบัติการมาตรฐาน (ไม่ต้องใช้วัสดุสิ้นเปลืองเฉพาะของผู้ผลิต) ยังช่วยให้ผสานเข้ากับกระบวนงานอัตโนมัติที่ใช้รูปแบบมาตรฐาน SBS ได้ง่ายยิ่งขึ้น

การผสานเข้ากับเครื่องจัดการของเหลวอัตโนมัติ: ปัจจัยสำคัญที่เอื้อต่อการผสาน

1. ความเข้ากันได้กับเพลตมาตรฐาน
   UIP400MTP รองรับเพลตหลายหลุมมาตรฐานทุกรูปแบบ รวมถึงเพลต PCR และเพลตไมโครไทเทอร์ ทำให้ดำเนินกระบวนงานได้โดยไม่มีข้อจำกัดด้านวัสดุสิ้นเปลืองเฉพาะทาง คุณสมบัตินี้สอดคล้องโดยตรงกับแท่นปฏิบัติงานของระบบอัตโนมัติที่รองรับเพลตมาตรฐาน SBS
   เหตุใดจึงสำคัญ: หุ่นยนต์จาก Tecan, Hamilton และ Beckman เคลื่อนย้ายเพลตจากตำแหน่งบนแท่นปฏิบัติงาน เครื่องจัดเก็บเพลตซ้อน ตู้บ่ม และเครื่องอ่านเพลต – และยิ่งเพลตมีความเป็นมาตรฐานมากเท่าใด ก็ยิ่งเพิ่มขั้นตอนกระบวนการ เช่น การโซนิเคชัน ได้ง่ายขึ้นเท่านั้น โดยไม่ต้องเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิตของเพลตหรือตรรกะการจัดการเพลต
2. การประมวลผลแบบขนานโดยไม่สัมผัส
   เนื่องจาก UIP400MTP ประมวลผลตัวอย่างทั้งหมดในเพลตพร้อมกันโดยไม่ใช้โพรบที่สัมผัสตัวอย่างโดยตรง ขั้นตอนโซนิเคชันจึงเป็นการดำเนินงานแบบชุดที่แยกเป็นขั้นตอนชัดเจนและทำซ้ำได้ ซึ่งเข้ากับลำดับการทำงานอัตโนมัติได้อย่างเป็นธรรมชาติ เช่น:

   → นำเพลตออกจากเครื่องจัดเก็บเพลตซ้อน
   → ปิเปตตัวอย่างลงในหลุม
   → เคลื่อนย้ายไปยังสถานีโซนิเคชัน UIP400MTP
   → สั่งเริ่มรอบโซนิเคชันจากระยะไกล
   → ส่งเพลตกลับไปยังแท่นปฏิบัติงานของหุ่นยนต์
   → ดำเนินขั้นตอนถัดไป (การวิเคราะห์ การตรวจวัด ฯลฯ)

   ลักษณะการทำงานแบบชุดนี้เพิ่มปริมาณตัวอย่างที่ประมวลผลได้ต่อหน่วยเวลา และลดความแปรปรวนระหว่างหลุมและระหว่างเพลต

3. การทำงานจากระยะไกลและการบันทึกข้อมูลกระบวนการ
   UIP400MTP มีการควบคุมจากระยะไกลผ่านเบราว์เซอร์และฟังก์ชันบันทึกข้อมูลลงการ์ด SD ในตัว ผู้ใช้สามารถกำหนดค่า เริ่ม และติดตามรอบโซนิเคชันในชุดปฏิบัติงานอัตโนมัติโดยไม่ต้องเข้าไปดำเนินการกับเครื่องโดยตรง และส่งออกไฟล์บันทึกกระบวนการที่เครื่องอ่านได้ (CSV) เพื่อการตรวจสอบย้อนกลับและการปฏิบัติตามข้อกำหนด

   ผลต่อการใช้งานในระบบอัตโนมัติ:
    
   ตัวควบคุมหุ่นยนต์ (หรือระบบมิดเดิลแวร์) สามารถ:

   • สั่งเริ่มโซนิเคชันด้วยโปรแกรมผ่าน API ของเบราว์เซอร์หรือสคริปต์ที่ตั้งเวลาทำงานไว้,
   • ติดตามความคืบหน้า (เช่น เวลาที่ผ่านไป อุณหภูมิ),
   • เก็บเมทาดาทาของโซนิเคชันเพื่อผสานเข้ากับ LIMS หรือ ELN,
   • ใช้ไฟล์บันทึกรอบการทำงานสำหรับบันทึกประจำชุด รายงานการปฏิบัติตามข้อกำหนด และ QA/QC
4. โครงสร้างพื้นฐานสำหรับการควบคุมอุณหภูมิ
   เครื่องมีพอร์ตสำหรับเครื่องทำความเย็นแบบหมุนเวียนภายนอกและเซนเซอร์อุณหภูมิ PT100 เพื่อควบคุมอุณหภูมิตัวอย่างระหว่างโซนิเคชัน คุณสมบัตินี้ช่วยให้กระบวนงานอัตโนมัติรักษาความสมบูรณ์ของตัวอย่างได้ แม้สำหรับการทดสอบที่ไวต่อสภาวะ – ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่พบบ่อยในการเตรียมตัวอย่างด้านจีโนมิกส์และโปรตีโอมิกส์
   ในระบบอัตโนมัติ คุณสมบัตินี้ผสานได้ดีกับโครงสร้างพื้นฐานของห้องปฏิบัติการที่ใช้เครื่องทำความเย็นภายนอก ตู้บ่ม หรือระบบควบคุมสภาพแวดล้อมอยู่แล้ว โดยมีตัวจัดตารางการทำงานของหุ่นยนต์เป็นผู้จัดการ

การผสานกระบวนงานเข้ากับระบบอัตโนมัติในทางปฏิบัติ

ในชุดปฏิบัติงานหุ่นยนต์ทั่วไปที่รองรับตัวอย่างจำนวนมาก (เช่น Tecan Fluent, Hamilton STAR/VANTAGE, Beckman Coulter Biomek) สามารถผสาน UIP400MTP เป็น:

1. สถานีโซนิเคชันบนแท่นปฏิบัติงาน
   ติดตั้งในตำแหน่งเฉพาะบนแท่นปฏิบัติงานหรือสถานีต่อพ่วง โดย:
   หุ่นยนต์วางเพลตที่บรรจุตัวอย่างแล้วลงใน UIP400MTP โดยตรง,
   สั่งเริ่มโซนิเคชันจากระยะไกล,
   หุ่นยนต์นำเพลตที่ประมวลผลเสร็จแล้วออกและเคลื่อนย้ายไปยังขั้นตอนประมวลผลถัดไป (เช่น การเติมรีเอเจนต์หรือการตรวจวัด)

   ข้อดี:

   • ข้อผิดพลาดในการเคลื่อนย้ายและจัดวางเพลตน้อยมาก,
   • เป็นส่วนหนึ่งของลำดับการทำงานอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์,
   • ลดการมีส่วนร่วมของผู้ปฏิบัติงาน
2. โมดูลติดตั้งด้านข้างหรือโมดูลต่อพ่วง
   สามารถติดตั้ง UIP400MTP นอกแท่นปฏิบัติงาน แต่เชื่อมต่อผ่านระบบวางแผนเส้นทางหุ่นยนต์ (เครื่องจัดเก็บเพลตซ้อนหรืออินเทอร์เฟซสำหรับชุดเพลตซ้อน)

   ข้อดีในกรณีนี้ ได้แก่:

   • แยกโซนิเคชัน (ซึ่งอาจก่อให้เกิดเสียง/การสั่นสะเทือน) ออกจากแท่นปฏิบัติงานหลักอย่างชัดเจน,
   • ติดตั้งส่วนครอบเพื่อความปลอดภัยและแยกการสั่นสะเทือนได้ง่ายขึ้น,
   • วางแผนเส้นทางได้อย่างยืดหยุ่นด้วยระบบจัดเก็บเพลตซ้อน

ประโยชน์ของระบบอัตโนมัติโดยละเอียด

การเพิ่มปริมาณตัวอย่างที่ประมวลผลได้ต่อหน่วยเวลา
การโซนิเคชันพร้อมกันทั่วทั้งเพลตช่วยลดเวลาประมวลผลต่อเพลตได้อย่างมาก เมื่อเทียบกับการสอดโพรบตามลำดับ สำหรับตัวอย่างชุดใหญ่ คุณสมบัตินี้ลดคอขวดในกระบวนงาน เช่น การเตรียมไลบรารี NGS การสกัดโปรตีน หรือเมแทโบโลมิกส์

ความสามารถในการให้ผลที่ทำซ้ำได้และความสม่ำเสมอ
UIP400MTP ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้ส่งพลังงานที่เกือบเท่ากันทุกหลุม จึงเพิ่มความสามารถในการเปรียบเทียบผลระหว่างหลุมได้อย่างมีนัยสำคัญ สามารถแสดงให้เห็นความสม่ำเสมอได้ด้วยการทดสอบที่เป็นมาตรฐาน (เช่น การกร่อนของแผ่นอะลูมิเนียมฟอยล์และการระบุอิมัลชัน)

ความสามารถในการขยายขนาดและความยืดหยุ่น
ความสามารถในการโซนิเคชันเพลตหลายหลุมหลากหลายรูปแบบด้วยเครื่องเดียวกัน หมายความว่ากระบวนการอัตโนมัติสามารถขยายจาก 96 เป็น 1536 หลุมได้ โดยไม่ต้องเปลี่ยนอุปกรณ์หรือลำดับการจัดการเพลต

การลดต้นทุนวัสดุสิ้นเปลือง
การใช้เพลตห้องปฏิบัติการมาตรฐาน (ไม่ต้องใช้วัสดุสิ้นเปลืองเฉพาะของผู้ผลิต) ลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานให้เหลือน้อยที่สุด – เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญเมื่อขยายขนาดระบบอัตโนมัติ

การควบคุมกระบวนการที่ดีขึ้น
ด้วยพารามิเตอร์แอมพลิจูด ระยะเวลา และอุณหภูมิที่ตั้งโปรแกรมได้ ห้องปฏิบัติการสามารถสร้างวิธีปฏิบัติที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนและเข้ากับขั้นตอนการทำงานอัตโนมัติ พร้อมการบันทึกข้อมูลอัตโนมัติเพื่อทวนสอบกระบวนการและควบคุมคุณภาพ

UIP400MTP รองรับกระบวนงานอัตโนมัติในด้านต่าง ๆ เช่น:

• การสลายเซลล์ที่รองรับตัวอย่างจำนวนมากเพื่อเตรียมตัวอย่างด้านจีโนมิกส์หรือโปรตีโอมิกส์,
• การทำให้ DNA/RNA แตกเป็นชิ้นส่วนในกระบวนงาน NGS,
• การสกัดโปรตีนสำหรับแมสสเปกโทรเมทรีหรือการทดสอบทางภูมิคุ้มกัน,
• การลดขนาดการทดสอบ (เช่น การเตรียมเพลต PCR หรือ ELISA),
• การทำให้เซลล์หลุดจากพื้นผิวหรือการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันในกระบวนงานด้านจุลชีววิทยาและชีววิทยาของเซลล์

การผสาน UIP400MTP – จากการเชื่อมต่อเครือข่ายอย่างราบรื่นสู่การจัดการของเหลวด้วยหุ่นยนต์

เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับหลายเพลตของ Hielscher เชื่อมต่อกับซอฟต์แวร์ห้องปฏิบัติการได้ง่ายและผสานเข้ากับระบบอัตโนมัติได้อย่างราบรื่น ตั้งแต่การควบคุมแบบดิจิทัลไปจนถึงการจัดการของเหลวด้วยหุ่นยนต์ UIP400MTP เข้ากับกระบวนงานห้องปฏิบัติการสมัยใหม่ได้อย่างง่ายดาย – ช่วยให้กระบวนการคล่องตัวขึ้น เพิ่มความสามารถในการให้ผลที่ทำซ้ำได้ และเพิ่มประสิทธิภาพการทดสอบ

การออกแบบ การผลิต และการให้คำปรึกษา – คุณภาพจากการผลิตในเยอรมนี

เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นที่รู้จักกันดีในด้านคุณภาพและมาตรฐานการออกแบบระดับสูงสุด ความแข็งแรงทนทานและการใช้งานที่ง่ายช่วยให้ผสานเครื่องอัลตราโซนิกของเราเข้ากับโรงงานอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher รับมือกับสภาวะสมบุกสมบันและสภาพแวดล้อมที่มีข้อเรียกร้องสูงได้อย่างง่ายดาย

Hielscher Ultrasonics เป็นบริษัทที่ได้รับการรับรอง ISO และให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่ใช้เทคโนโลยีล้ำสมัยและใช้งานง่าย แน่นอนว่าเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นไปตามข้อกำหนด CE และตรงตามข้อกำหนดของ UL, CSA และ RoHs