Інтеграція ультразвукового аналізатора мікропланшетів UIP400MTP в систему автоматизації лабораторії
Багатолунковий ультразвуковий пристрій Hielscher UIP400MTP розроблений спеціально для високопродуктивної, рівномірної ультразвукової обробки мікротитрованих планшетів, задовольняючи критичну потребу в автоматизованих робочих процесах підготовки зразків, що охоплюють геноміку, протеоміку, діагностику та відкриття ліків. Його дизайн, можливості інтерфейсу і експлуатаційні характеристики роблять його дуже придатним для безперешкодної інтеграції в сучасні автоматизовані системи обробки рідин. – в тому числі, пристрої для переміщення рідин і роботизовані робочі комірки таких платформ, як Tecan, Hamilton і Beckman Coulter.
Що таке UIP400MTP і чому він важливий для автоматизації
UIP400MTP - це високопродуктивний багатолунковий планшетний ультразвуковий пристрій потужністю 400 Вт, 20 кГц, здатний доставляти точну, рівномірну ультразвукову енергію у всі лунки стандартних багатолункових планшетів (наприклад, 6-, 12-, 24-, 48-, 96-, 384-лункових форматів). Ця однорідність підтримує відтворювану обробку зразків, необхідну для подальших аналізів та аналітики.
На відміну від традиційних зондових ультразвукових приладів, безконтактна ультразвукова камера UIP400MTP обробляє пластини опосередковано через дно пластини, усуваючи необхідність занурювати зонди в зразки і знижуючи ризик перехресної контамінації. Сумісність зі стандартними лабораторними планшетами (без спеціальних витратних матеріалів) ще більше спрощує інтеграцію в автоматизовані робочі процеси, які покладаються на стандартні формати SBS.
Сфокусований сонатор UIP400MTP – підходить для інтеграції в автоматизовані системи обробки рідин
Інтеграція з автоматизованими перевантажувачами рідин: Ключові фактори, що сприяють цьому
- Сумісність зі стандартними пластинами
UIP400MTP сумісний з усіма стандартними форматами багатолункових планшетів, включаючи ПЛР-планшети і мікротитровані планшети, що дозволяє виконувати робочі процеси без обмежень, пов'язаних зі спеціалізованими витратними матеріалами. Це безпосередньо узгоджується з автоматизованими деками, які працюють з планшетами стандарту SBS.
Чому це важливо: Роботи від Tecan, Hamilton і Beckman переміщують тарілки з палубних позицій, штабелерів, інкубаторів і зчитувачів – і чим більш стандартизована пластина, тим легше включити додаткові етапи процесу, такі як ультразвукова обробка, без зміни геометрії пластини або логіки обробки. - Безконтактна, паралельна обробка
Оскільки UIP400MTP обробляє всі зразки в пластині одночасно і без фізичних контактних зондів, етап обробки ультразвуком стає дискретною, повторюваною партійною операцією, яка природно вписується в автоматизовані послідовності, такі як:→ Вивантаження плити зі штабелера
→ Піпетування зразка в лунки
→ Перейдіть до ультразвукової станції UIP400MTP
→ Віддалений запуск ультразвукової обробки тригера
→ Поверніть пластину на роботизовану палубу
→ Перейдіть до наступних кроків (аналіз, виявлення тощо)Такий пакетний характер підвищує продуктивність і знижує варіабельність між лунками і пластинами.
- Віддалене керування та протоколювання
UIP400MTP має пульт дистанційного керування через браузер і вбудовану функцію запису на SD-карту. Користувачі можуть конфігурувати, запускати і контролювати прогони ультразвукової обробки в автоматизованій робочій комірці без прямого фізичного втручання, а також виводити машинозчитувані файли протоколу (CSV) для відстеження і дотримання вимог.
Наслідки автоматизації:
Робототехнічні контролери (або системи проміжного програмного забезпечення) можуть:- Програмно запускати ультразвукову обробку через API браузера або запланований сценарій,
- Відстежуйте прогрес (наприклад, час, що минув, температуру),
- Захоплення метаданих ультразвукової обробки для інтеграції в LIMS або ELN,
- Використовуйте зареєстровані файли циклів для записів про партії, звітів про відповідність та QA/QC.
- Інфраструктура контролю температури
Прилад має порти для підключення зовнішнього рециркуляційного охолоджувача і датчика температури PT100 для регулювання температури зразка під час обробки ультразвуком. Це дозволяє автоматизувати робочі процеси для збереження цілісності зразків навіть для чутливих аналізів. – поширена вимога при підготовці до геноміки та протеоміки.
У системах автоматизації це добре інтегрується з лабораторною інфраструктурою, яка вже використовує зовнішні охолоджувачі, інкубатори або засоби контролю навколишнього середовища, керовані роботом-планувальником.
Це UIP400MTP не ультразвукова ванна. Це чашковий рупор високої інтенсивності для цілеспрямованого ультразвуку. Цей потужний безконтактний звуковий апарат забезпечує рівномірне ультразвукове дослідження по всіх лунках стандартної колодязної пластини. У вас є точний контроль над амплітудою, потужністю та пульсацією. Вбудований таймер і датчик температури забезпечують стабільні результати. Пластинчастий звуковик UIP400MTP охолоджує зразки за допомогою водяної бані (зовнішній охолоджувач опціонально).
| Інтеграційний вимір | Ключові особливості UIP400MTP в автоматизації | Переваги роботизованих високопродуктивних робочих процесів |
| Сумісність пластин | Підтримує стандартні мікропланшети формату SBS (наприклад, 6-1536 лунок); не вимагає спеціальних витратних матеріалів. Призначений для рівномірної ультразвукової обробки пластин. | Безперешкодна інтеграція з навантажувачами та штабелерами; спрощує планування палуби та логіку обробки пластин. |
| Режим ультразвукової обробки | Безконтактна передача ультразвукової енергії через дно пластин; одночасна обробка всіх свердловин. | Пакетна обробка, що підвищує пропускну здатність і однорідність; знижує ризик ручної обробки та забруднення. |
| Пульт дистанційного керування & лісозаготівля | Віддалене керування через браузер і вбудований запис даних на SD-карту для запису протоколів і відстеження. | Дозволяє проводити дослідження в автоматичному режимі, здійснювати автоматизований моніторинг та інтегрувати метадані ультразвукової обробки в LIMS/ELN для забезпечення відповідності вимогам. |
| Управління температурою | Інтерфейси для зовнішніх охолоджувачів і датчиків температури PT100 для збереження цілісності зразка під час циклів. | Критично важливий для чутливих аналізів; підтримує автоматизацію робочих процесів, що вимагають контролю температури без ручного втручання. |
| Складність інтеграції колоди | Мінімальна - ультразвукова обробка стає дискретною подією на пластині, що запускається дистанційно; вирівнювання датчика не потрібне. Невелика площа і дуже міцна конструкція полегшують інтеграцію. | Зменшує складність програмування робота та знижує ризик механічних помилок під час розміщення пластин. |
| Модель пропускної здатності | Паралельна обробка всієї пластини, а не окремих лунок. | Скорочує час обробки одного планшета та покращує статистичну потужність робочих процесів скринінгу. |
| Ризик забруднення | Безконтактна ультразвукова обробка мінімізує контакт рідини з механічними частинами. | Зменшує потребу в перевірці очищення та перехресному забрудненню в автоматизованих системах з декількома пластинами. |
| Масштабованість | Сумісність з різними форматами багатолункових накопичувачів без зміни апаратного забезпечення. | Підтримує масштабування від пластин низької до високої щільності в межах одного автоматизованого процесу. |
Практична інтеграція робочих процесів в автоматизацію
UIP400MTP може бути вбудований в типову високопродуктивну роботизовану робочу комірку (наприклад, Tecan Fluent, Hamilton STAR/VANTAGE, Beckman Coulter Biomek):
- Палубна ультразвукова станція
Монтується в спеціальному місці на палубі або на периферійній станції, де:
Робот поміщає завантажені пластини безпосередньо в UIP400MTP,
Ультразвукова обробка запускається віддалено,
Заповнені планшети забираються роботом і переміщуються на наступні етапи обробки (наприклад, додавання реагентів або детектування).Переваги:
- Мінімальні помилки маніпуляцій з пластинами,
- Повністю частина автоматизованої послідовності,
- Зменшує участь оператора.
- Бічний вагон або периферійний модуль
UIP400MTP може бути розміщений поза палубою, але підключений до роботів-планувальників шляхів (штабелерів або інтерфейсів штабелювання плит).До переваг можна віднести наступні:
- Чітке відокремлення ультразвукової обробки (потенційний шум/вібрація) від основної деки,
- Полегшений корпус для безпеки та віброізоляції,
- Гнучке планування шляхів за допомогою систем штабелерів.
Переваги автоматизації в деталях
Підвищення пропускної здатності
Одночасна обробка всіх планшетів ультразвуком значно скорочує час обробки одного планшета порівняно з послідовним введенням зондів. Для великих партій зразків це зменшує вузькі місця в робочих процесах, таких як підготовка бібліотеки NGS, екстракція білків або метаболоміка.
Відтворюваність & Одноманітності
Розроблений для подачі майже однакової енергії на всі свердловини, UIP400MTP значно покращує порівнянність між свердловинами. Однорідність демонструється за допомогою стандартних тестів (наприклад, ерозія алюмінієвої фольги та розпізнавання емульсії).
Масштабованість і гнучкість
Можливість ультразвукової обробки різних форматів багатосвердловин за допомогою одного і того ж приладу означає, що автоматизовані процеси можна масштабувати від 96 до 1536 свердловин без зміни обладнання або послідовності обробки.
Зменшення витрат на витратні матеріали
Використання стандартних лабораторних планшетів (без власних витратних матеріалів) мінімізує операційні витрати – суттєва перевага при масштабуванні автоматизованих систем.
Покращений контроль процесу
Завдяки програмованим параметрам амплітуди, тривалості і температури, лабораторії можуть створювати певні протоколи, які вписуються в автоматизовані процедури, з автоматизованою реєстрацією для перевірки процесу і контролю якості.
UIP400MTP підтримує автоматизовані робочі процеси в таких областях, як
- Високопродуктивний лізис клітин для підготовки зразків геноміки або протеоміки,
- Фрагментація ДНК/РНК в робочих процесах NGS,
- Виділення білка для мас-спектрометрії або імунологічного аналізу,
- Мініатюризація аналізу (наприклад, підготовка планшетів для ПЛР або ІФА),
- Відділення або гомогенізація клітин у робочих процесах мікробіології та клітинної біології.
Інтеграція UIP400MTP – від безперебійного підключення до мережі до роботизованого переміщення рідин
Багатопластинчастий сокатор Hielscher легко підключається до лабораторного програмного забезпечення і плавно інтегрується в автоматизовані системи. Від цифрового управління до роботизованого переміщення рідин, UIP400MTP легко вписується в сучасні лабораторні робочі процеси. – допомагаючи оптимізувати процеси, поліпшити відтворюваність і підвищити ефективність аналізів.
Проектування, виробництво та консалтинг – Якість зроблено в Німеччині
Ультразвукові апарати Hielscher добре відомі своїми найвищими стандартами якості та дизайну. Надійність і простота експлуатації дозволяють плавно інтегрувати наші ультразвукові апарати в промислові об'єкти. З важкими умовами та вимогливими умовами легко справляються ультразвукові апарати Hielscher.
Hielscher Ultrasonics є сертифікованою компанією ISO і приділяє особливу увагу високопродуктивним ультразвуковим апаратам, які відрізняються найсучаснішими технологіями та зручністю для використання. Звичайно, ультразвукові апарати Hielscher відповідають вимогам CE та відповідають вимогам UL, CSA та RoHs.
Література / Список літератури
- 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.
Поширені запитання
Що таке автоматизовані системи обробки рідин?
Автоматизовані системи роботи з рідинами - це роботизовані лабораторні прилади, призначені для аспірації, дозування і перенесення точних об'ємів рідин без ручного піпетування. Вони використовуються для автоматизації повторюваних лабораторних завдань, таких як підготовка зразків, додавання реагентів, розведення і налаштування аналізу. Ці системи покращують відтворюваність, пропускну здатність і точність, зменшуючи при цьому людські помилки і трудомісткість. Зазвичай вони складаються з програмованих роботизованих маніпуляторів, модулів піпетування, програмного забезпечення для роботи з рідинами і позицій для лабораторного посуду, такого як планшети, пробірки і резервуари.
Що таке готелі в рідинних перевалочних комплексах?
Готелі в рідинних конвеєрах - це модулі зберігання, інтегровані в автоматизовані платформи для роботи з рідинами, які вміщують штабелі лабораторного посуду, наприклад, мікропланшети, штативи для наконечників або резервуари. Вони забезпечують автоматизоване завантаження і вивантаження витратних матеріалів під час тривалих або високопродуктивних робочих процесів. Готелі підвищують операційну автономність, дозволяючи системі послідовно отримувати доступ до декількох планшетів або штативів для наконечників без втручання людини.
Що таке робочі комірки в системах обробки рідин?
Робочі комірки в системах для роботи з рідинами - це інтегровані середовища автоматизації, які об'єднують кілька лабораторних інструментів навколо робота для роботи з рідинами для виконання складних робочих процесів. Робоча комірка може включати такі пристрої, як зчитувачі планшетів, інкубатори, центрифуги, запаювачі, сканери штрих-кодів і роботизовані руки, які переміщують лабораторний посуд між приладами. Така конфігурація дозволяє автоматично виконувати кілька експериментальних етапів в рамках скоординованої системи.
Які існують різні типи автоматизованих систем обробки рідин?
Різні типи автоматизованих систем дозування рідин зазвичай класифікуються на основі механізмів дозування та масштабу застосування. Найпоширеніші типи включають наконечники, які використовують одноразові наконечники для піпеток, що забезпечують високу точність і контроль забруднення, акустичні пристрої для роботи з рідинами, які переносять нанолітрові краплі за допомогою звукових хвиль без фізичного контакту, а також штифтові інструменти або системи з фіксованими наконечниками, призначені для швидкої реплікації планшетів і високопродуктивного скринінгу. Системи також можуть відрізнятися за пропускною здатністю - від невеликих настільних пристроїв для рутинних лабораторних завдань до великих інтегрованих платформ для скринінгу та діагностики в промислових масштабах.
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторії до промислові розміри.