Collaboration en automatisation de laboratoire

Trouver des solutions plus rapides et plus efficaces

L’entreprise néerlandaise Synchron Lab Automation a développé, en étroite collaboration avec Festo, un système d’extraction d’ADN automatisé à très haut débit. Les clients de l’industrie des semences peuvent l’utiliser pour extraire l’ADN de 40 000 échantillons par jour.

Derk Wilten, propriétaire et directeur de Synchron Lab Automation, explique comment la collaboration avec Festo a commencé : « Auparavant, nous nous concentrions uniquement sur le concept d’une solution et la faisions ensuite mettre en œuvre par un partenaire. Cela s’explique par le fait que nous sommes à l’origine une entreprise de logiciels. Lorsque Niels Kruize a rejoint l’entreprise, il nous a dit qu’il était fermement convaincu que nous devions construire nous-mêmes des solutions clés en main. Niels Kruize est responsable du développement commercial chez Synchron Lab Automation. Il travaillait auparavant en Angleterre, où il collaborait étroitement avec Festo. Sur la base de son expérience positive, il a proposé de lancer notre premier produit développé en interne avec le savoir-faire technique et les composants de Festo »

Un partenaire qui croit au projet

Niels Kruize ajoute : « Festo est une entreprise de premier plan qui dispose d’un réseau mondial de fournisseurs de composants ainsi que d’un service et d’une assistance dans le monde entier. Ils nous ont aidés dans la construction et ont partagé leurs connaissances avec nous. Le fait qu’ils soient actifs sur différents marchés a été très précieux » Synchron fournit des clients dans le monde entier et est donc très heureux d’avoir un partenaire qui peut livrer des pièces en Allemagne aussi rapidement qu’à Singapour. Derk Wilton a été rapidement convaincu : « Festo travaille avec les mêmes méthodes que nous. C’est très rassurant de travailler avec un partenaire qui croit en ce projet »

Accompagnement intensif et continu

Les développeurs de Sunchron ont dès le début été soutenus par Festo de façon intensive. Bert Baas, Key Account Manager chez Festo, explique : « Nos experts en automatisation nous ont soutenus tout au long du développement de la machine d’extraction. Ils ont par exemple suggéré d’utiliser la nouvelle unité CPX-E pour apporter une réelle valeur ajoutée. Ils ont mis en œuvre le module dans ce projet avant même qu’il ne soit disponible sur le marché. »

L’automatisation de laboratoire inspirée par l’industrie 4.0

Derk Wilten : « Dans notre secteur, nous n’avons pas de production 24h/24 et 7j/7, ce qui est dû aux composants et à la manière dont les solutions sont développées. Mais Festo mise sur l’industrie 4.0, une disponibilité optimale, le service et la maintenance préventive » La machine d’extraction fonctionne désormais huit heures en continu, mais elle peut aussi fonctionner 24 heures non-stop. Sa capacité est déjà huit fois supérieure à celle des autres options actuellement disponibles sur le marché.

Niels Kruize lance : « Nous avons effectivement créé une toute petite usine. Récemment, l’un de nos clients a fait une déclaration qui n’a pas de prix. Il a dit : « C’est si beau et si facile à la fois, je ne comprends tout simplement pas pourquoi cela n’a pas été inventé auparavant ». Bert Baas de chez Festo ajoute : « C’est un exemple parfait de combinaison d’automatisation industrielle et de laboratoire » Le matériel de la machine est divisé en fonctions, chacune étant conçue pour être aussi simple et efficace que possible. La petite usine est équipée d’entraînements de série et parallèles. Les plaques sont déplacées et positionnées de façon continue par les stations de pipetage, de rinçage et de lavage.

Fonctionnement de la machine d’extraction d’ADN

Le processus qui s’exécute sur la machine est utilisé dans l’industrie agricole pour la sélection végétale. L’ADN est extrait de matériel végétal déchiqueté. Les composants de Festo assurent des fonctions importantes dans toutes les phases de l’extraction. Le processus commence avec un support pouvant contenir jusqu’à 400 plaques de microtitration - 200 pour l’entrée et 200 pour la sortie.

Identification et transport : le lecteur de code-barres SBSI scanne toutes les plaques de microtitration au début d’un passage. Des axes électriques EGC combinés à un entraînement pivotant DRRD et à une pince DHPS prennent les plaques de microtitration et les placent sur des supports qui passent par les différentes stations sur un système de transport.

Rinçage : des microsphères métalliques sont ajoutées pour séparer l’ADN de l’autre matériau. L’ADN se fixe aux microsphères, tandis que le reste du matériel flotte dans les plaques de microtitration. Le liquide est ajouté et retiré des plaques de microtitration à plusieurs stations de lavage. Pendant cette opération, la tête de pipetage est abaissée par une vanne électrique EGSC. Après le rinçage, l’ADN propre reste dans la plaque de microtitration et est acheminé par le système de transport vers la dernière étape de traitement, l’extraction de l’ADN.

Extraction : des axes électriques EGC combinés à un chariot électrique EGSL sont responsables de la manipulation de la tête de pipetage pour l’extraction de l’ADN. Chaque plaque contient 96 échantillons et nécessite vingt minutes du début à la fin, avec une nouvelle plaque commencée toutes les 2,5 minutes.

La machine possède une structure de série et modulaire et ne présente pratiquement aucun retard de commutation. Pour commander le système, on utilise les CPX-E et les terminaux de distributeurs VTUG avec IO-Link®. Le CPX-E a été conçu comme un système d’I/O déportées ou un API avec un contrôleur maître EtherCAT et un contrôleur de mouvement. Combiné avec des entraînements électriques et des commandes de Festo, c’est une véritable innovation .

Repousser les limites - un effort collectif

Niels Kruize est très heureux que sa confiance en la collaboration ait été confirmée. « Elle nous apporte une énorme valeur ajoutée. La coopération est considérée par les deux parties comme un véritable partenariat. Pour les deux entreprises, ce projet est une entreprise totalement nouvelle - et la technologie de communication est également nouvelle pour nous. Nous apprenons les uns des autres et regardons vers l’avenir pour savoir quelle pourrait être la prochaine étape. » Bert Baas : « Nous discutons des nouvelles technologies avec Synchron et sommes impatients de découvrir les possibilités qu’elles offrent »

février 2019

Vue d'ensemble