Хубаво е, когато нещата се получават бързо: 20 минути за всеки процес на екстракция и нова плака на всеки 2,5 минути – холандската компания Synchron Lab Automation е разработила малка автоматизирана фабрика за екстракция на ДНК в сътрудничество с Festo. Клиентите от семепроизводството могат да го използват за получаване на ДНК от до 40 000 проби дневно.
"Всъщност ние изградихме една много малка фабрика", обяснява Нилс Круизе, отговарящ за бизнес развитието в Synchron Lab Automation. "Неотдавна един от нашите клиенти направи безценно изказване. Той каза: "Това е толкова хубаво и същевременно толкова просто, че не разбирам защо не е било измислено досега"."
Методът работещ на машината се използва в аграрната промишленост за култивиране на растения. При това ДНК се извлича от смлян растителен материал. Във всички фази компонентите на Festo поемат ключови функции. Изходна точка на процеса е магазин за микротитърни плаки, който може да побере до 400 плаки – по 200 за вход и изход. Берт Баас, мениджър ключови клиенти във Festo, обяснява: "Това тук е идеален пример за комбинация от промишлена и лабораторна автоматизация." Хардуерът на машината е разделен на функции, всяка от които е проектирана така, че да бъде възможно най-проста и ефективна. Малката фабрика е оборудвана със серийни вместо с успоредни задвижвания. Плаките се преместват и позиционират непрекъснато в станциите за пипетиране, промиване и измиване.
От самото начало разработчиците на Synchron получават интензивна подкрепа от страна на Festo. Берт Баас съобщава: "Нашите експерти по автоматизация ни подкрепиха по време на цялостното разработването на системата за екстрахиране. Те предложиха например да използвате новия модул CPX-E, за да бъде създадена истинска стойност. Те използваха модула в този проект, преди той изобщо да се появи на пазара."
Идентифициране, транспортиране, измиване и аспириране: компонентите на Festo изпълняват ключови функции във всички фази на процеса.
Машината за екстрахиране работи осем часа в непрекъснат режим на работа, а в случай на повишено търсене може да работи без проблеми и в продължение на 24 часа. Нейният капацитет вече е осем пъти по-голям от другите алтернативи, които в момента се предлагат на пазара.
В началото на изследването четецът на баркодове SBSI сканира всички микротитърни плаки. Електрическите оси EGC в комбинация с въртящо задвижване DRRD и хващач DHPS повдигат микротитърните плаки и ги поставят върху носачите. Те се движат през различните станции на една транспортна система.
Добавят се метални микросфери, за да се отдели ДНК от другия материал. ДНК се прикрепва към микросферите, докато останалата част от материала плува в микротитърните плаки. Към микротитърните плаки на няколко промивни станции се добавя течност и се аспирира отново. За тази цел пипетиращата глава се спуска с помощта на електрически плъзгач EGSC. След процедурите за промиване в микротитърната плака остава чиста ДНК. С помощта на транспортната система тя се подава към последната стъпка от обработката: екстракция на ДНК.
Боравенето с пипетиращата глава за екстракция на ДНК се поема от електрически оси от типа EGC, комбинирани с електрически плъзгач EGSL. Всяка плака съдържа 96 проби. Процесът на екстракция отнема общо двадесет минути. На всеки 2,5 минути се стартира нова плака.
Машината е със серийна и модулна конструкция и почти без забавяне при превключване. За управление на системата се използват вентилни острови CPX-E и VTUG с IO-Link®. CPX-E е разработен като система за отдалечени входове/изходи или PLC с EtherCAT главен контролер и контролер за движение, за да се осигури лесно комбиниране на управляващия модул с електрическите задвижвания.
Дерк Вилтен, собственик и генерален директор на Synchron Lab Automation, обяснява как се е стигнало до сътрудничеството с Festo: "Преди се фокусирахме само върху концепцията за решение и след това решението се създаваше от някой от партньорите. Това е така, защото ние принципно сме софтуерна компания. Когато Нилс Круизе се присъедини към компанията, той ни каза, че трябва сами да разработваме решения "до ключ". Той е твърдо убеден в това. Нилс Круизе отговаря за бизнес развитието в Synchron Lab Automation. Преди това той е работил в Англия в тясно сътрудничество с Festo. Въз основа на положителния си опит той предложи да реализираме първия си "собствен продукт" с инженерно ноу-хау и компоненти на Festo."
Нилс Круизе обяснява: "Festo е водеща компания с глобална мрежа от доставчици на компоненти и глобално обслужване и поддръжка. Експертите на Festo ни помогнаха при проектирането и споделиха своите знания с нас. Много ценно беше, че те познават различни пазари и действат на тях. Synchron снабдява клиенти от цял свят. Ето защо сме щастливи да си сътрудничим с партньор, който може да доставя части в Германия също толкова бързо, колкото и в Сингапур." Дерк Вилтон бързо се убеди: "Festo използва абсолютно същите методи на работа като нас. Много е успокояващо да се работи с партньор, който вярва в проекта."
Добър екип (от ляво на дясно): Нилс Круизе (Synchron), Берт Баас (Festo) и Дерк Вилтен (Synchron)
Нилс Круизе е доволен, че доверието му в сътрудничеството е потвърдено. "Тя ни предлага огромна добавена стойност. Сътрудничеството е истинско партньорство и за двете страни. И за двете компании този проект е напълно ново начинание, а комуникационната технология е нова и за нас. Учим се един от друг и гледаме към бъдещето, за да разберем каква ще бъде следващата стъпка." Берт Баас: "Обсъждаме новите технологии със Synchron и предвиждаме възможностите, които предлагат те. Това дава нов тласък на Festo."
Synchron разработва решения за лабораторна автоматизация от 1985 г. и е специализирана в автоматизираното манипулиране с течности, епруветки и плаки. През последните години Synchron добави към портфолиото си дизайна de-novo и изграждане на специални автоматизирани платформи за агробиоиндустрията. Те включват рътене, покълване, тестване на здравето на семената и системи за пречистване на ДНК. Софтуерната платформа Experimate™ на Synchron предлага удобен за потребителя интерфейс и управлява всички системи и свързани модули на Synchron – от връзката с LIMS до автоматизираното работно място.
