Semena jsou nové zlato. Jak to? Rostlinné potraviny živí stále rostoucí světovou populaci. Ale klimatické změny, škůdci a choroby ohrožují šlechtění rostlin. Aby šlechtitelé rostlin byli schopni vyvinout odolná semena a zpřístupnit je pro zemědělství, potřebují obrovské množství DNA. Společnost Synchron Lab pro tento účel vyvinula „DNA Factory“ – automatizovanou s manipulačními portály, elektrickými pohony, pneumatickými chapadly a čidly Festo.
Věřte tomu nebo ne, během 24 hodin lze tímto zařízením extrahovat neuvěřitelných 40 000 vzorků DNA. Splňuje rostoucí požadavky na výkon v laboratorní automatizaci. Poptávka po vzorcích DNA je dlouhodobě vysoká. Pro dodávku takového množství nelze prostě jen nasadit další laboranty. O personálních nákladech nemluvě. Díky tomuto zařízení se mohou vysoce kvalifikovaní laboranti soustředit na svou klíčovou kompetenci, analýzu výsledků.
Zkušení laboranti zvládají ručně extrahovat DNA ze dvou mikrotitračních destiček denně. S malými automatizovanými stolními systémy lze dosáhnout množství osmi mikrotitračních destiček za den. S inovativní „DNA Factory“ od Synchron Lab je možné zvládat až 400 mikrotitračních destiček za den. Ke vkládání a vyjímání mikrotitračních destiček stačí pouze jedna osoba.
„Laboratoře jsou k automatizaci stále poněkud skeptické. Proto bylo důležité, aby laboratorní personál vždy viděl, co se v zařízení děje,“ vysvětluje pan Glenn Dukel, Project and Business Development Manager ve společnosti Synchron Lab. Na vývoji se podíleli šlechtitelé rostlin a ovládací software byl také maximálně intuitivní – například s prvky drag-and-drop.
Zařízení extrahuje DNA z rozdrceného rostlinného materiálu. Výchozím bodem procesu je zásobník na mikrotitrační destičky, který pojme až 400 destiček – vždy 200 pro vstup a výstup. Na začátku procesu naskenuje čtečka čárových kódů SBSI od Festo všechny mikrotitrační destičky. Elektrické pohony EGC v kombinaci s kyvným pohonem DRRD a pneumatickým chapadlem DHPS odebírají mikrotitrační destičky a kladou je na nosiče výrobků, které se na dopravníkovém systému pohybují z jedné stanice na druhou.
Aby se DNA oddělila od ostatních materiálů, přidají se v první stanici do lyzačních pufrů kódované kovové mikrokuličky, tzv. magnetické kuličky, na které se DNA naváže, zatímco zbytek materiálu plave na mikrotitračních destičkách. Proto se z otočných nádob s křemičitými magnetickými kuličkami nasaje pufrový roztok z čistého isopropanolu a pipetuje se na mikrotitrační destičky. Takto začíná proces vymývání DNA.
Pipetovací hlavy se pohybují v ose X díky plochému portálu EXCH a v ose Z díky elektrickému pohonu EGC-HD s potřebnou tuhostí. I zde zajišťují elektrické pohony se servomotory EMMT-AS přesné sekvence pohybů. Servomotory EMMT jsou určeny pro náročné a dynamické aplikace: V polohovacích úlohách se vyznačují velmi dobrými vlastnostmi regulace a přesností dráhy. Prostorově úsporné spojení jediným kabelem snižuje nároky na instalaci.
Druhá a třetí stanice slouží k vymývacímu procesu. Na druhé stanici se odsaje roztok pojivového pufru. Magnet s pufrovým roztokem vytvoří jakýsi prstenec. DNA zůstane na mikrotitrační destičce.
Na třetí stanici isopropanolový pufr zbavuje DNA solí a etanolu. Zde je použita dávkovací hlava VTOI od Festo. Jedná se o dávkovací hlavu s efektivním ovládáním s 8 kanály pro mikrotitrační destičky – vybavenou pouze jedním ventilem pro osm výstupů. S VTOI lze dávkovat a odsávat kapaliny s objemem v řádu µl. Proces se opakuje čtyřikrát.
Na čtvrté stanici se pomocí vymývacího pufrového roztoku oddělí DNA od kuliček. Oddělování probíhá současně na čtyřech mikrotitračních destičkách, zařízení získává výkon prostřednictvím množstevního efektu. Pro pohyb ve směru X se používají pohony ELGC a ve směru Y pohony EGSC. Pneumatická chapadla DHPS zvedají mikrotitrační destičky a kyvné pohony DRRD je přemisťují.
„Bylo pro nás důležité mít na naší straně pro tento projekt partnera pro automatizaci, který poskytuje vysokou kvalitu, spolehlivost a také globální dostupnost,“ říká pan Dukel a dodává: „Rozhodli jsme se proto pro automatizační techniku Festo podle motta »Nejlepší nebo nic«, sloganu jedné známé automobilové značky“.
Vysoce automatizovaný systém opravdu nese znaky automobilového závodu – s vysokou produktivitou a modularitou. Synchron Lab tak nastavuje zlatý standard v extrakci DNA a umožňuje budoucím dodavatelům semen reagovat na obrovskou globální poptávku v zemědělství.
Synchron vyvíjí pro automatizaci laboratoří řešení na míru a specializuje se na automatizovanou manipulaci s kapalinami. Synchron je ve svém oboru známá jako progresivní a inovativní společnost. Společnost má vynikající vztahy s výrobci laboratorních zařízení a díki jim vyvíjí výrobky na zakázku už od roku 1985. Software i hardware společnosti se používá v mnoha laboratořích po celé Evropě. Synchron nabízí odborné znalosti ve všech oblastech automatizace a má bohaté zkušenosti s vývojem a marketingem přizpůsobivé automatizace s roboty.
Naši odborníci na automatizaci laboratoří píšou pro Vás.