Інтеграція ультразвукового обробника мікропланшетів UIP400MTP в автоматизацію лабораторій
Багатоямковий ультразвуковий обробник Hielscher UIP400MTP розроблений спеціально для високопродуктивної, однорідної ультразвукової обробки мікротитр-планшетів, задовольняючи критичну потребу в автоматизованих робочих процесах підготовки зразків, що охоплюють геноміку, протеоміку, діагностику та розробку ліків. Його конструкція, можливості інтерфейсу та експлуатаційні характеристики роблять його надзвичайно придатним для безшовного впровадження в сучасні автоматизовані системи обробки рідин, включаючи рідинні маніпулятори та роботизовані робочі комірки від таких платформ, як Tecan, Hamilton і Beckman Coulter.
Що таке UIP400MTP і чому це важливо для автоматизації
UIP400MTP – це високопродуктивний багатоямковий ультразвуковий обробник потужністю 400 W, 20 kHz, здатний забезпечувати точну, однорідну ультразвукову енергію по всіх лунках стандартних багатоямкових планшетів (наприклад, форматів 6-, 12-, 24-, 48-, 96-, 384-лункових). Ця однорідність підтримує відтворювану обробку зразків, необхідну для подальших аналізів та аналітики.
На відміну від традиційних зондових ультразвукових обробників, безконтактна камера ультразвукової обробки UIP400MTP здійснює сонікацію планшетів опосередковано через дно планшета, усуваючи необхідність занурення зондів у зразки та знижуючи ризик перехресного забруднення. Його сумісність зі стандартними лабораторними планшетами (без пропрієтарних витратних матеріалів) ще більше спрощує інтеграцію в автоматизовані робочі процеси, що покладаються на стандартні формати SBS.
Зосереджений ультразвуковий обробник UIP400MTP – придатний для інтеграції в автоматизовані системи обробки рідин
Інтеграція з автоматизованими рідинними маніпуляторами: ключові можливості
- Сумісність зі стандартними планшетами
UIP400MTP приймає всі стандартні формати багатоямкових планшетів, включаючи ПЛР- та мікротитр-планшети, що дозволяє виконувати робочі процеси без обмежень, пов’язаних зі спеціалізованими витратними матеріалами. Це безпосередньо відповідає автоматизованим декам, які обробляють планшети стандарту SBS.
Чому це важливо: роботи від Tecan, Hamilton і Beckman переміщують планшети з позицій деки, стекувачів, інкубаторів та рідерів – і чим більш стандартизований планшет, тим легше включити додаткові етапи процесу, такі як ультразвукова обробка, без зміни геометрії планшета або логіки обробки. - Безконтактна, паралельна обробка
Оскільки UIP400MTP обробляє всі зразки в планшеті одночасно та без фізичного контакту зондів, етап ультразвукової обробки стає дискретною, відтворюваною пакетною операцією, яка природно вписується в автоматизовані послідовності, такі як:→ Планшет вийнято зі стекувача
→ Піпетування зразка в лунки
→ Переміщення на станцію ультразвукової обробки UIP400MTP
→ Дистанційний запуск циклу ультразвукової обробки
→ Повернення планшета на роботизовану деку
→ Перехід до наступних етапів (аналіз, детекція тощо)Ця пакетна природа підвищує пропускну здатність та зменшує варіабельність між лунками та планшетами.
- Дистанційне керування та протоколювання
UIP400MTP включає дистанційне керування через браузер та вбудовану функціональність ведення журналу на SD-картці. Користувачі можуть налаштовувати, запускати та моніторити цикли ультразвукової обробки в автоматизованій робочій комірці без прямого фізичного втручання, а також виводити машиночитані файли протоколів (CSV) для забезпечення простежуваності та відповідності.
Вплив на автоматизацію:
Роботизовані контролери (або системи проміжного програмного забезпечення) можуть:
- Програмно запускати ультразвукову обробку через API браузера або запланований скрипт,
- Моніторити прогрес (наприклад, час, що минув, температура),
- Збирати метадані ультразвукової обробки для інтеграції в LIMS або ELN,
- Використовувати записані файли циклів для пакетних записів, звітів про відповідність та QA/QC.
- Інфраструктура контролю температури
Пристрій включає порти для зовнішнього рециркуляційного чилера та температурного сенсора PT100 для регулювання температури зразків під час ультразвукової обробки. Це дозволяє автоматизованим робочим процесам підтримувати цілісність зразків навіть для чутливих аналізів – загальна вимога при підготовці в геноміці та протеоміці.
В автоматизованих системах це добре інтегрується з лабораторною інфраструктурою, яка вже використовує зовнішні чилери, інкубатори або системи контролю середовища, керовані планувальником робота.
| Вимір інтеграції | Ключові особливості UIP400MTP в автоматизації | Переваги в роботизованих високоефективних робочих процесах |
| Сумісність з планшетами | Підтримує стандартні мікропланшети формату SBS (наприклад, 6–1536 лунок); не вимагає пропрієтарних витратних матеріалів. Розроблено для однорідної ультразвукової обробки планшета. | Безшовна інтеграція з рідкісними маніпуляторами та стекуерами; спрощує компоновку робочої поверхні та логіку обробки планшетів. |
| Режим ультразвукової обробки | Безконтактна передача ультразвукової енергії через дно планшета; одночасна обробка всіх лунок. | Пакетна обробка, яка підвищує пропускну здатність та однорідність; зменшує ручне обслуговування та ризик забруднення. |
| Дистанційне керування та ведення журналу | Дистанційне керування через браузер та вбудоване ведення журналу даних на SD-картці для фіксації протоколів та простежуваності. | Забезпечує автоматизовані запуски без нагляду, автоматизований моніторинг та інтеграцію метаданих ультразвукової обробки в LIMS/ELN для відповідності вимогам. |
| Керування температурою | Інтерфейси для зовнішніх чилерів та температурних сенсорів PT100 для підтримки цілісності зразків під час запусків. | Критично важливо для чутливих аналізів; підтримує автоматизацію робочих процесів, що вимагають контролю температури без ручного втручання. |
| Складність інтеграції в робочу поверхню | Мінімальна – ультразвукова обробка стає дискретною подією для планшета, що запускається дистанційно; вирівнювання зонда не потрібне. Компактні розміри та надзвичайно міцна конструкція сприяють інтеграції. | Зменшує складність програмування робота та знижує ризик механічних помилок під час розміщення планшета. |
| Модель пропускної здатності | Паралельна обробка всього планшета, а не окремих лунок. | Скорочує час обробки одного планшета та підвищує статистичну потужність у скринінгових робочих процесах. |
| Ризик забруднення | Безконтактна ультразвукова обробка мінімізує контакт рідини з механічними частинами. | Зменшує необхідність валідації очищення та проблеми перехресного забруднення в автоматизації з багатьма планшетами. |
| Масштабованість | Сумісний з широким діапазоном форматів багатолуночних планшетів без зміни обладнання. | Підтримує масштабування від планшетів з низькою до високої щільності лунок у межах того самого автоматизованого процесу. |
Практична інтеграція робочого процесу в автоматизацію
У типовій роботизованій робочій комірці з високою пропускною здатністю (наприклад, Tecan Fluent, Hamilton STAR/VANTAGE, Beckman Coulter Biomek) UIP400MTP можна включити як:
- Станція ультразвукової обробки на робочій поверхні
Встановлена у виділеному положенні на робочій поверхні або на периферійній станції, де:
Робот розміщує завантажені планшети безпосередньо в UIP400MTP,
Ультразвукова обробка запускається дистанційно,
Завершені планшети забираються роботом і переміщуються до наступних етапів обробки (наприклад, додавання реагентів або детектування).Переваги:
- Мінімальні помилки маніпулювання планшетами,
- Повністю частина автоматизованої послідовності,
- Зменшує участь оператора.
- Модуль Side-Car або периферійний модуль
UIP400MTP можна розмістити поза робочою поверхнею, але підключити через планувальники траєкторій робота (стекуери або інтерфейси стекування планшетів).Переваги тут включають:
- Чітке розділення ультразвукової обробки (потенційний шум/вібрація) від основної робочої поверхні,
- Легше забезпечення корпусу для безпеки та віброізоляції,
- Гнучке планування траєкторій із системами стекуерів.
Детальні переваги автоматизації
Підвищення пропускної здатності
Одночасна ультразвукова обробка по всьому планшету значно скорочує час обробки одного планшета порівняно з послідовним введенням зонда. Для великих партій зразків це зменшує вузькі місця в таких робочих процесах, як підготовка бібліотек NGS, екстракція білків або метаболоміка.
Відтворюваність та однорідність
Сконструйований для передачі майже ідентичної енергії всім лункам, UIP400MTP значно покращує порівнянність між лунками. Однорідність можна підтвердити стандартними тестами (наприклад, ерозія алюмінієвої фольги та розпізнавання емульсій).
Масштабованість та гнучкість
Здатність проводити ультразвукову обробку різних багатолуночних форматів за допомогою того самого приладу означає, що автоматизовані процеси можуть масштабуватися від 96 до 1536 лунок без зміни обладнання або послідовностей обробки.
Зниження витрат на витратні матеріали
Використання стандартних лабораторних планшетів (без пропрієтарних витратних матеріалів) мінімізує експлуатаційні витрати – значна перевага при масштабуванні автоматизованих систем.
Покращений контроль процесу
Завдяки програмованим параметрам амплітуди, тривалості та температури лабораторії можуть створювати визначені протоколи, які вписуються в автоматизовані рутинні процеси, з автоматичним веденням журналу для верифікації процесу та контролю якості.
UIP400MTP підтримує автоматизовані робочі процеси в таких сферах, як:
- Високопродуктивне руйнування клітин для підготовки зразків у геноміці або протеоміці,
- Фрагментація ДНК/РНК у робочих процесах NGS,
- Екстракція білків для мас-спектрометрії або імуноаналізів,
- Мініатюризація аналізів (наприклад, підготовка планшетів для ПЛР або ІФА),
- Відокремлення клітин або гомогенізація в мікробіологічних та клітинно-біологічних робочих процесах.
Інтеграція UIP400MTP – від безшовного мережевого з’єднання до роботизованого дозування рідин
Багатопланшетний ультразвуковий обробник Hielscher легко підключається до лабораторного програмного забезпечення та плавно інтегрується в автоматизовані системи. Від цифрового керування до роботизованого дозування рідин, UIP400MTP без зусиль вписується в сучасні лабораторні робочі процеси, допомагаючи оптимізувати процеси, підвищити відтворюваність та покращити ефективність аналізів.
Дизайн, виробництво та консалтинг – якість, зроблена в Німеччині
Ультразвукові гомогенізатори Hielscher відомі своїми найвищими стандартами якості та дизайну. Надійність та простота експлуатації забезпечують плавну інтеграцію наших ультразвукових гомогенізаторів у промислові об’єкти. Грубі умови та складні середовища легко витримуються ультразвуковими гомогенізаторами Hielscher.
Hielscher Ultrasonics є компанією, сертифікованою за стандартом ISO, і приділяє особливу увагу високоефективним ультразвуковим гомогенізаторам, що мають передові технології та зручність у використанні. Звичайно, ультразвукові гомогенізатори Hielscher відповідають вимогам CE та вимогам UL, CSA і RoHs.
Література / Посилання
- 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.
Часто задавані питання
Що таке автоматизовані системи дозування рідин?
Автоматизовані системи дозування рідин – це роботизовані лабораторні прилади, розроблені для аспірації, дозування та перенесення точних об’ємів рідин без ручного піпетування. Вони використовуються для автоматизації повторюваних лабораторних завдань, таких як підготовка зразків, додавання реагентів, розведення та налаштування аналізів. Ці системи підвищують відтворюваність, продуктивність та точність, зменшуючи людські помилки та трудомісткість. Вони зазвичай складаються з програмованих роботизованих рук, модулів піпетування, програмного забезпечення для дозування рідин та позицій на платформі для лабораторного посуду, такого як планшети, пробірки та резервуари.
Що таке «готелі» в системах дозування рідин?
«Готелі» в системах дозування рідин – це модулі зберігання, інтегровані в автоматизовані платформи дозування рідин, які утримують стопки лабораторного посуду, такого як мікропланшети, стійки для наконечників або резервуари. Вони забезпечують автоматичне завантаження та розвантаження витратних матеріалів під час тривалих або високопродуктивних робочих процесів. «Готелі» підвищують операційну автономність, дозволяючи системі послідовно отримувати доступ до кількох планшетів або стійок для наконечників без втручання людини.
Що таке робочі комірки в системах дозування рідин?
Робочі комірки в системах дозування рідин – це інтегровані середовища автоматизації, які поєднують кілька лабораторних приладів навколо робота для дозування рідин для виконання складних робочих процесів. Робоча комірка може включати такі пристрої, як рідери для планшетів, інкубатори, центрифуги, запайувачі, сканери штрих-кодів та роботизовані руки, які транспортують лабораторний посуд між приладами. Така конфігурація дозволяє автоматично виконувати кілька експериментальних етапів у скоординованій системі.
Які існують різні типи автоматизованих систем дозування рідин?
Різні типи автоматизованих систем дозування рідин зазвичай класифікуються на основі їхніх механізмів піпетування та масштабу застосування. Поширені типи включають системи дозування рідин на основі наконечників, які використовують одноразові піпетні наконечники для високої точності та контролю забруднення, акустичні системи дозування рідин, які перенесуть нанолітрові краплі за допомогою звукових хвиль без фізичного контакту, та штифтові інструменти або системи з фіксованими наконечниками, розроблені для швидкого копіювання планшетів та скринінгу з високою пропускною здатністю. Системи також можуть відрізнятися за пропускною здатністю, від невеликих настільних систем дозування рідин для рутинних лабораторних завдань до великих інтегрованих платформ для скринінгу та діагностики промислового масштабу.
Hielscher Ultrasonics виробляє високопродуктивні ультразвукові гомогенізатори від лабораторного до промислового розміру.