Tích hợp máy siêu âm microplate UIP400MTP vào hệ thống tự động hóa phòng thí nghiệm

Máy siêu âm đa giếng Hielscher UIP400MTP được thiết kế chuyên biệt cho quá trình xử lý siêu âm đồng đều và có năng suất cao trên các tấm vi giếng, đáp ứng nhu cầu cấp thiết trong các quy trình chuẩn bị mẫu tự động hóa trong các lĩnh vực genomics, proteomics, chẩn đoán và phát hiện thuốc. Thiết kế, khả năng giao diện và đặc tính vận hành của nó khiến nó trở nên rất phù hợp để tích hợp một cách liền mạch vào các hệ thống xử lý chất lỏng tự động hiện đại. – bao gồm các thiết bị xử lý chất lỏng và các tế bào làm việc robot từ các nền tảng như Tecan, Hamilton và Beckman Coulter.

UIP400MTP là gì và tại sao nó quan trọng đối với tự động hóa

UIP400MTP là máy siêu âm đa giếng có công suất 400 W, tần số 20 kHz, được thiết kế để cung cấp năng lượng siêu âm chính xác và đồng đều trên tất cả các giếng của các tấm đa giếng tiêu chuẩn (ví dụ: định dạng 6, 12, 24, 48, 96, 384 giếng). Độ đồng đều này hỗ trợ quá trình xử lý mẫu có thể tái tạo, cần thiết cho các thử nghiệm và phân tích tiếp theo.
Khác với các máy siêu âm truyền thống sử dụng đầu dò, buồng siêu âm không tiếp xúc của UIP400MTP thực hiện quá trình siêu âm gián tiếp qua đáy đĩa, loại bỏ nhu cầu ngâm đầu dò vào mẫu và giảm nguy cơ nhiễm chéo. Khả năng tương thích với các đĩa thí nghiệm tiêu chuẩn (không yêu cầu vật tư tiêu hao độc quyền) giúp đơn giản hóa việc tích hợp vào các quy trình tự động hóa dựa trên định dạng SBS tiêu chuẩn.

Tích hợp với các thiết bị xử lý chất lỏng tự động: Các yếu tố then chốt

1. Tương thích với đĩa tiêu chuẩn
   UIP400MTP tương thích với tất cả các định dạng đĩa đa giếng tiêu chuẩn, bao gồm đĩa PCR và đĩa vi giếng, cho phép thực hiện quy trình làm việc mà không bị giới hạn bởi các vật tư tiêu hao chuyên dụng. Điều này hoàn toàn tương thích với các hệ thống tự động hóa xử lý đĩa theo tiêu chuẩn SBS.
   Tại sao điều này quan trọng: Các robot của Tecan, Hamilton và Beckman di chuyển các đĩa từ các vị trí trên bàn, máy xếp chồng, máy ấp và máy đọc. – Và càng tiêu chuẩn hóa tấm, việc tích hợp các bước quy trình bổ sung như siêu âm càng dễ dàng mà không cần thay đổi hình dạng tấm hoặc logic xử lý.
2. Không tiếp xúc, Xử lý song song
   Vì UIP400MTP xử lý tất cả các mẫu trong một đĩa cùng lúc và không cần tiếp xúc vật lý với các đầu dò, bước siêu âm trở thành một quy trình lô riêng biệt, có thể lặp lại, phù hợp tự nhiên với các chuỗi tự động hóa như:

   → Tấm được lấy ra khỏi giá xếp chồng
   → Lấy mẫu bằng ống tiêm vào các giếng
   → Chuyển sang trạm siêu âm UIP400MTP
   → Chạy siêu âm bằng bộ kích hoạt từ xa
   → Trả đĩa về bàn robot
   → Tiếp tục thực hiện các bước tiếp theo (phân tích, phát hiện, v.v.)

   Tính chất của lô này giúp tăng năng suất và giảm biến động giữa các giếng và đĩa.

3. Vận hành từ xa và giao thức
   UIP400MTP bao gồm chức năng điều khiển từ xa qua trình duyệt và khả năng ghi nhật ký trên thẻ SD tích hợp. Người dùng có thể cấu hình, khởi động và theo dõi các chu trình siêu âm trong một tế bào làm việc tự động mà không cần can thiệp vật lý trực tiếp, đồng thời xuất các tệp nhật ký có thể đọc được bởi máy (CSV) để đảm bảo tính truy xuất nguồn gốc và tuân thủ quy định.

   Hậu quả của tự động hóa:
    
   Các bộ điều khiển robot (hoặc hệ thống trung gian) có thể:

   • Kích hoạt quá trình siêu âm một cách tự động thông qua API trình duyệt hoặc kịch bản được lên lịch.
   • Theo dõi tiến độ (ví dụ: thời gian đã trôi qua, nhiệt độ),
   • Thu thập dữ liệu siêu âm để tích hợp vào Hệ thống Quản lý Thông tin Phòng thí nghiệm (LIMS) hoặc Sổ ghi chép điện tử (ELN).
   • Sử dụng các tệp ghi nhật ký chạy để lập hồ sơ lô, báo cáo tuân thủ và kiểm soát chất lượng (QA/QC).
4. Hạ tầng kiểm soát nhiệt độ
   Thiết bị bao gồm các cổng kết nối cho máy làm lạnh tuần hoàn bên ngoài và cảm biến nhiệt độ PT100 để điều chỉnh nhiệt độ mẫu trong quá trình siêu âm. Điều này cho phép các quy trình tự động duy trì tính toàn vẹn của mẫu ngay cả đối với các xét nghiệm nhạy cảm. – Một yêu cầu phổ biến trong quá trình chuẩn bị mẫu cho nghiên cứu gen và protein.
   Trong các hệ thống tự động hóa, giải pháp này tích hợp tốt với cơ sở hạ tầng phòng thí nghiệm đã sử dụng các thiết bị làm mát bên ngoài, tủ ấm hoặc hệ thống điều khiển môi trường được quản lý bởi trình điều khiển lịch trình robot.

Tích hợp quy trình làm việc thực tế trong tự động hóa

Trong một tế bào làm việc robot có năng suất cao điển hình (ví dụ: Tecan Fluent, Hamilton STAR/VANTAGE, Beckman Coulter Biomek), UIP400MTP có thể được tích hợp như sau:

1. Trạm siêu âm sẵn sàng hoạt động
   Được lắp đặt tại vị trí bo mạch chuyên dụng hoặc trạm ngoại vi nơi:
   Robot đặt các đĩa đã được nạp trực tiếp vào UIP400MTP,
   Quá trình siêu âm được kích hoạt từ xa,
   Các tấm đã hoàn thành được robot thu thập và chuyển sang các bước xử lý tiếp theo (ví dụ: thêm dung dịch phản ứng hoặc phát hiện).

   Lợi thế:

   • Sai sót tối thiểu trong quá trình thao tác với đĩa,
   • Hoàn toàn là một phần của quy trình tự động,
   • Giảm sự tham gia của người vận hành.
2. Phụ kiện hoặc mô-đun ngoại vi
   UIP400MTP có thể được đặt ngoài boong nhưng kết nối thông qua các trình lập kế hoạch đường đi của robot (máy xếp chồng hoặc giao diện xếp chồng tấm).

   Các ưu điểm ở đây bao gồm:

   • Tách biệt rõ ràng quá trình siêu âm (tiếng ồn/rung động tiềm ẩn) khỏi sàn chính.
   • Vỏ bảo vệ dễ lắp đặt hơn cho an toàn và cách ly rung động,
   • Lập kế hoạch đường đi linh hoạt với hệ thống xếp chồng.

Lợi ích của tự động hóa chi tiết

Tăng năng suất
Sử dụng siêu âm đồng thời trên toàn bộ các đĩa giúp rút ngắn đáng kể thời gian xử lý cho mỗi đĩa so với phương pháp cắm đầu dò theo thứ tự. Đối với các lô mẫu lớn, điều này giúp giảm thiểu các điểm nghẽn trong quy trình làm việc như chuẩn bị thư viện NGS, chiết xuất protein hoặc phân tích chuyển hóa.

Khả năng tái tạo & Tính đồng nhất
Được thiết kế để cung cấp năng lượng gần như tương đương cho tất cả các giếng, UIP400MTP cải thiện đáng kể khả năng so sánh giữa các giếng. Độ đồng nhất có thể được chứng minh thông qua các thử nghiệm tiêu chuẩn (ví dụ: ăn mòn màng nhôm và nhận diện nhũ tương).

Khả năng mở rộng và linh hoạt
Khả năng sử dụng cùng một thiết bị để siêu âm các định dạng đa giếng khác nhau có nghĩa là các quy trình tự động có thể mở rộng từ 96 đến 1536 giếng mà không cần thay đổi thiết bị hoặc quy trình thao tác.

Giảm chi phí vật tư tiêu hao
Sử dụng các đĩa thí nghiệm tiêu chuẩn (không sử dụng vật tư tiêu hao độc quyền) giúp giảm thiểu chi phí vận hành. – Một lợi thế đáng kể khi mở rộng hệ thống tự động hóa.

Cải thiện kiểm soát quy trình
Với các thông số có thể lập trình về biên độ, thời gian và nhiệt độ, các phòng thí nghiệm có thể tạo ra các quy trình được định nghĩa sẵn phù hợp với các quy trình tự động, kèm theo việc ghi chép tự động để xác minh quy trình và kiểm soát chất lượng.

UIP400MTP hỗ trợ các quy trình làm việc tự động trong các lĩnh vực như:

• Phá vỡ tế bào với năng suất cao cho chuẩn bị mẫu trong nghiên cứu gen hoặc protein.
• Sự phân mảnh DNA/RNA trong quy trình làm việc NGS,
• Chiết xuất protein cho phổ khối hoặc xét nghiệm miễn dịch,
• Tối ưu hóa quy trình thử nghiệm (ví dụ: chuẩn bị đĩa PCR hoặc ELISA),
• Sự tách rời tế bào hoặc quá trình đồng nhất hóa trong các quy trình làm việc của vi sinh học và sinh học tế bào.

Tích hợp UIP400MTP – Từ kết nối mạng liền mạch đến xử lý chất lỏng bằng robot

Máy siêu âm đa tấm Hielscher có thể kết nối dễ dàng với phần mềm phòng thí nghiệm và tích hợp mượt mà vào các hệ thống tự động hóa. Từ điều khiển kỹ thuật số đến xử lý chất lỏng bằng robot, UIP400MTP phù hợp một cách dễ dàng với các quy trình làm việc hiện đại trong phòng thí nghiệm. – Giúp tối ưu hóa quy trình, nâng cao tính tái hiện và cải thiện hiệu suất của các thử nghiệm.

Thiết kế, sản xuất và tư vấn – Chất lượng Sản xuất tại Đức

Hielscher ultrasonicators nổi tiếng với chất lượng cao nhất và tiêu chuẩn thiết kế của họ. Mạnh mẽ và hoạt động dễ dàng cho phép tích hợp trơn tru của ultrasonicators của chúng tôi vào các cơ sở công nghiệp. Điều kiện khắc nghiệt và môi trường đòi hỏi dễ dàng được xử lý bởi Hielscher ultrasonicators.

Hielscher Ultrasonics là một công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt nhấn mạnh vào ultrasonicators hiệu suất cao có công nghệ tiên tiến và thân thiện với người dùng. Tất nhiên, Hielscher ultrasonicators là CE tuân thủ và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.