„Tatsächlich haben wir eine sehr kleine Fabrik gebaut," erklärt Niels Kruize, verantwortlich für das Business Development bei Synchron Lab Automation. „Vor kurzem hat einer unserer Kunden eine unbezahlbare Aussage gemacht. Er sagte: ‚Das ist so schön und gleichzeitig so einfach, ich verstehe einfach nicht, warum es nicht schon einmal erfunden wurde.‘“
Das Verfahren, das auf der Maschine läuft, wird in der Agrarindustrie zur Pflanzenzüchtung eingesetzt. Dabei wird DNA aus zerkleinertem Pflanzenmaterial extrahiert. Komponenten von Festo übernehmen in allen Phasen entscheidende Funktionen. Der Ausgangspunkt des Prozesses ist ein Mikrotiterplatten-Magazin, das bis zu 400 Platten aufnehmen kann – jeweils 200 für In- und Output. Bert Baas, Key Account Manager bei Festo erklärt: „Dies hier ist ein perfektes Beispiel für eine Kombination aus Industrie- und Laborautomatisierung.“ Die Hardware der Maschine ist in Funktionen unterteilt, die jeweils so einfach und effizient wie möglich gestaltet sind. Die kleine Fabrik ist mit seriellen statt mit parallelen Antrieben ausgestattet. Die Platten werden kontinuierlich in den Pipettier-, Spül- und Waschstationen bewegt und positioniert.
Von Anfang an wurden die Entwickler von Synchron von Festo intensiv unterstützt. Bert Baas berichtet: „Unsere Automatisierungsexperten unterstützten uns bei der gesamten Entwicklung der Extraktionsanlage. So schlugen sie beispielsweise vor, die neue CPX-E-Einheit einzusetzen, um einen echten Mehrwert zu schaffen. Sie haben die Einheit in diesem Projekt eingesetzt, bevor sie überhaupt auf dem Markt erhältlich war.“
Die Extraktionsmaschine läuft acht Stunden im Dauerbetrieb und kann bei erhöhtem Bedarf auch problemlos 24 Stunden lang betrieben werden. Ihre Kapazität ist bereits achtmal größer als die anderer Alternativen, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind.
Zu Beginn des Durchlaufs scannt der Barcodeleser SBSI alle Mikrotiterplatten. Elektrische Achsen EGC in Kombination mit einem Schwenkantrieb DRRD und einem Greifer DHPS nehmen die Mikrotiterplatten auf und platzieren sie auf Trägern. Diese bewegen sich auf einem Transportsystem durch die verschiedenen Stationen.
Um die DNA vom anderen Material zu trennen, werden metallische Mikrokugeln hinzugefügt. Die DNA heftet sich an die Mikrokugeln, während der Rest des Materials in den Mikrotiterplatten aufschwimmt. Den Mikrotiterplatten wird an mehreren Waschstationen Flüssigkeit zugegeben und wieder abgesaugt. Hierfür wird der Pipettierkopf mit einem elektrischen Schlitten EGSC abgesenkt. Nach den Spülvorgängen bleibt saubere DNA in der Mikrotiterplatte zurück. Über das Transportsystem wird diese dem finalen Bearbeitungsschritt zugeführt: der DNA-Extraktion.
Niels Kruize is very pleased that his confidence in the collaboration has been confirmed. “It provides us with tremendous added value. Cooperation is a genuine partnership for both sides. For both companies, this project is a completely new undertaking – and the communication technology is new for us as well. We learn from each other and look to the future, to what the next step could be.” Bert Baas: “We discuss new technologies with Synchron and anticipate the opportunities they offer.”
Synchron has been developing laboratory automation solutions since 1985 and specializes in automated liquid, tube and plate handling. In recent years, Synchron has added the de-novo design and construction of specialized automated platforms for the Agbio industry to its portfolio. These include SeedPicking, Germination, SeedHealth testing and DNA purification systems. Synchron's software platform Experimate™ offers a user-friendly interface and controls all systems and connected modules from Synchron - from the LIMS connection to the automated workstation.