Sjeme je novo zlato. Kako to? Biljne namirnice hrane sve veću svjetsku populaciju. Ali klimatske promjene, štetnici i bolesti ugrožavaju uzgoj biljaka. Kako bi uzgajivači biljaka mogli razviti otporno sjeme i učiniti ga dostupnim za poljoprivredu, potrebne su im ogromne količine DNK. Synchron Lab je za tu svrhu razvio „DNA Factory” – automatizirano s portalima za rukovanje, električnim osima, pneumatskim hvataljkama i Festo senzorima.
Nevjerojatnih 40.000 uzoraka DNK može se ekstrahirati uz pomoć sustava u 24 sata. Time ispunjava sve veće zahtjeve u automatizaciji laboratorija za velikom učinkovitosti. Potražnja za uzorcima DNK već je dugo toliko visoka da ne bi bilo moguće angažirati toliki broj laboratorijskih asistenata za isporuku tih količina. O troškovima osoblja da i ne govorimo. Zahvaljujući sustavu, visokokvalificirani laboratorijski asistenti mogu se koncentrirati na svoju temeljnu kompetenciju, analizu rezultata.
Ručno, iskusni laboranti uspijevaju izvesti ekstrakciju uzoraka DNK iz dvije mikrotitarske ploče dnevno. Količina od osam mikrotitarskih ploča dnevno može se postići s malim automatiziranim stolnim sustavima. S inovativnom „tvornicom DNK” tvrtke Synchron Lab moguće je obraditi 400 mikrotitarskih ploča dnevno. Za umetanje i vađenje mikrotitarskih ploča potreban je samo jedan operater.
„Laboratoriji su još donekle skeptični prema automatizaciji. Stoga je bilo važno da laboratorijsko osoblje uvijek može vidjeti što se događa u sustavu”, objašnjava Glenn Dukel, voditelj projekata i poslovnog razvoja tvrtke Synchron Lab. Uzgajivači biljaka bili su uključeni u razvoj, a operativni softver također je napravljen što je moguće intuitivnijim – s elementima Drag and Drop, na primjer.
Sustav izdvaja DNK iz usitnjenog biljnog materijala. Proces počinje sa spremnikom koji može primiti do 400 mikrotitarskih ploča – 200 za ulaz i za izlaz. Na početku ciklusa čitač crtičnog koda SBSI tvrtke Festo skenira sve mikrotitarske ploče. Električne osovine tipa EGC u kombinaciji sa zakretnim pogonom DRRD i pneumatskom hvataljkom DHPS preuzimaju mikrotitarske ploče i postavljaju ih na nosače koji se transportnim sustavom pomiču od jedne do druge stanice.
Kako bi se DNK odvojio od ostalih materijala, u prvoj stanici se uzorcima lizata dodaju kodirane metalne mikrokugle, takozvane Magnetic Beads, na koje se DNK veže dok ostatak materijala pluta u mikrotitarskim pločama. U tu se svrhu puferska otopina od čistog izopropanola aspirira iz rotirajućih spremnika s obloženim silika magnetom i pipetira u mikrotitarske ploče. Tako počinje proces ispiranja DNK.
Glave za pipetiranje pomiču se u X-osi preko planarne površinske portalne platforme EXCH i u Z-osi preko električne EGC-HD osi s potrebnom krutošću. I ovdje električni pogoni sa servomotorima EMMT-AS osiguravaju precizne sekvencije gibanja. Servomotori predodređeni su za zahtjevne i dinamične primjene: karakterizira ih vrlo dobra upravljivost i točnost putanje u zadacima pozicioniranja. Rješenje s jednim kabelom koje štedi prostor smanjuje troškove instalacije.
Druga i treća stanica koriste se za proces pranja. Puferska otopina veziva aspirira se na drugoj stanici. Magnet formira prsten s puferskom otopinom. DNK ostaje u mikrotitarskoj ploči.
Na trećoj stanici izopropanol puferska otopina oslobađa DNK od soli i etanola. Ovdje se koristi glava za doziranje VTOI tvrtke Festo. Ovo je 8-kanalna glava za doziranje za mikrotitarske ploče s učinkovitom kontrolom – opremljena samo jednim ventilom za osam izlaza. S glavom za doziranje VTOI mogu se dozirati i aspirirati tekućine u najmanjem rasponu µl. Postupak se ponavlja četiri puta.
Na četvrtoj se stanici DNK odvaja od kuglica s pomoću puferske otopine za ispiranje. Četiri mikrotitarske ploče stalno su podvrgnute ovom procesu u isto vrijeme, što znači da sustav postiže ekonomiju razmjera u usporedbi s drugim sustavima. ELGC osi se koriste u smjeru X, a EGSC pogoni u smjeru Y. Isto tako, DHPS pneumatska hvataljka za podizanje mikrotitarskih ploča i DRRD zakretni pogon za pomicanje ploča.
"Bilo nam je važno imati partnera za automatizaciju na našoj strani za ovaj projekt koji se zalaže za visoku kvalitetu i pouzdanost, kao i dostupnost u cijelom svijetu”, dodaje Dukel. „Stoga smo se odlučili za tehnologiju automatizacije tvrtke Festo na temelju mota 'Najbolji ili ništa', koji je slogan poznate automobilske marke.”
Zapravo, visoko automatizirani sustav nosi obilježja tvornice automobila – s visokom produktivnošću i modularnošću. Time Synchron Lab postavlja zlatni standard u ekstrakciji DNK, omogućujući budućim proizvođačima sjemena da odgovore na golemu globalnu potražnju u poljoprivredi.
Synchron razvija rješenja po mjeri za automatizaciju laboratorija i specijalizirao se za automatizirano rukovanje tekućinama. Synchron je u svojoj industriji poznat kao napredna i inovativna tvrtka. Od 1985. tvrtka razvija prilagođene proizvode koji se temelje na izvrsnim odnosima s proizvođačima laboratorijske opreme. Njihovi proizvodi, i softver i hardver, sada se koriste u mnogim laboratorijima diljem Europe. Synchron nudi stručnost u svim područjima automatizacije i ima bogato iskustvo u razvoju i marketingu fleksibilne robotske automatizacije.
Za vas pišu naši stručnjaci za automatizaciju laboratorija.