Jó, ha a dolgok gyorsan mennek: 20 perc egy extrakciós folyamatra és 2,5 percenként egy új lap. A holland Synchron Lab Automation vállalat a Festo-val együttműködve fejlesztett ki egy kis automatizált gyárat a DNS-extrakcióhoz. A vetőmagágazat szereplői ezzel akár napi 40 000 mintából is nyerhetnek DNS-t.
„Valóban nagyon kis gyárat építettünk” – magyarázza Niels Kruize, a Synchron Lab Automation üzletfejlesztési felelőse. „Egyik ügyfelünk nemrégiben felbecsülhetetlen értékű kijelentést tett. Azt mondta: „Ez olyan gyönyörű és egyben olyan egyszerű, hogy nem értem, miért nem találták még fel korábban.”
A gépen futó folyamatot növénynemesítésre használják az agrárágazatban. Ebben az eljárásban DNS-t vonnak ki apró növénydarabokból. A Festo komponensei minden fázisban kulcsfontosságú szerepet töltenek be. A folyamat kiindulópontja egy tár a mikrotiter lemezekhez, amely akár 400 lemezt is képes tárolni, egyenként 200-at a be- és a kimenethez. „A rendszer tökéletes példája az ipari és a laboratóriumi automatizálás kombinációjának” – magyarázza Bert Baas, a Festo key account managere. A gép hardvere különböző funkciókra van felosztva, amelyek mindegyikét úgy tervezték, hogy a lehető legegyszerűbbek és leghatékonyabbak legyenek. A kis gyár párhuzamos helyett soros hajtóművekkel rendelkezik. A lemezek folyamatosan mozognak a pipettázó, öblítő és mosó állomások között.
A Festo a kezdetektől fogva intenzív támogatást nyújtott a Synchron fejlesztőinek. „Automatizálási szakértőink a teljes extrakciós berendezés fejlesztése során támogatást nyújtottak. Például az ő javaslatuk volt, hogy az új CPX-E egység használatával valódi értéktöbblet teremthető. Ennél a projektnél már annak piacra kerülése előtt felhasználták ezt az egységet” – meséli Bert Baas.
Azonosítás, szállítás, mosás és leszívás: A Festo komponensei minden fázisban kulcsfontosságú szerepet töltenek be.
Az extrakciós gép nyolc órán keresztül működik folyamatos üzemben, de megnövekedett igény esetén akár 24 órán keresztül is gond nélkül üzemeltethető. Kapacitása már most nyolcszor nagyobb, mint a versenytársak piacon jelenleg elérhető termékei.
A folyamat elején az SBSI vonalkódolvasó beolvassa az összes mikrotiter lemezt. Az EGC elektromos tengelyek egy DRRD fordító hajtóművel és egy DHPS megfogóval kombinálva veszik fel a mikrotiter lemezeket, és helyezik őket a hordozókra. Ezek egy szállítórendszer segítségével mozognak a különböző állomások között.
A DNS-nek a többi anyagtól való elválasztása érdekében fém mikrogömböket kell a lemezekbe adagolni. A DNS rátapad a mikrogömbökre, míg a többi anyag felúszik a mikrotiter lemezek tetejére. Több mosóállomáson vizet adagolnak a mikrotiter lemezekbe, majd leszívják azt. Ehhez egy EGSC elektromos szán süllyeszti le a pipettázófejet. Az öblítési ciklusok után már csak a tiszta DNS marad a mikrotiter lemezben. A lemezeket a szállítórendszer viszi tovább a végső lépéshez, a DNS-extrakcióhoz.
A pipettázófejnek a DNS-extrakciójához szükséges mozgatását EGC típusú elektromos tengelyek végzik EGSL elektromos szánnal kombinálva. Minden lemez 96 mintát tartalmaz. Az extrakciós művelet összesen húsz percet vesz igénybe. 2,5 percenként új lemez indul.
A gép soros és moduláris felépítésű, és szinte nulla a kapcsolási késleltetése. A rendszer vezérlését CPX-E és VTUG szelepszigetek látják el IO-Link®-en keresztül. A CPX-E-t távoli I/O-rendszernek vagy PLC-nek szántuk EtherCAT master vezérlővel és mozgásvezérlővel, hogy a vezérlőegységet könnyen lehessen kombinálni az elektromos hajtásokkal.
„Korábban csak a megoldás koncepcionálására koncentráltunk, majd egy partnerrel elkészíttettük a megoldást” – meséli Derk Wilten, a Synchron Lab Automation tulajdonosa és ügyvezetője a Festo-val létrejött együttműködésről. „Ennek oka, hogy szoftvercégként indultunk. Amikor azonban Niels Kruize csatlakozott a vállalathoz, meggyőzött minket arról, hogy inkább kulcsrakész megoldásokat kellene fejlesztenünk. Nagyon állhatatos volt. Niels Kruize a Synchron Lab Automation üzletfejlesztéséért felelős munkatársa. Korábban Angliában dolgozott, és ott szoros munkakapcsolatban volt a Festo-val. Pozitív tapasztalatai alapján azt javasolta, hogy a Festo mérnöki szaktudásának és komponenseinek segítségével valósítsuk meg első saját termékünket.”
Niels Kruize kifejtette: „A Festo olyan vállalat, amely komponensbeszállítók globális hálózatával, valamint globális szervizzel és támogatással rendelkezik. A Festo szakértői segítettek nekünk a tervezésben, és megosztották velünk tudásukat. Nagyon értékesnek bizonyult, hogy ismerik a különböző piacokat. A Synchron a világ minden táján értékesíti termékeit. Ezért örülünk, hogy olyan partnerrel dolgozhatunk együtt, aki ugyanolyan gyorsan tud komponenseket szállítani Németországba, mint Szingapúrba” – magyarázza Niels Kruize. Derk Wiltont nem kellett sokáig győzködni: „A Festo pontosan ugyanazokat a munkamódszereket alkalmazza, mint mi. Nagyon megnyugtató olyan partnerrel dolgozni, aki hisz a projektben.”
Egy jó csapat (balról jobbra): Niels Kruize (Synchron), Bert Baas (Festo) és Derk Wilten (Synchron)
Niels Kruize elégedetten nyugtázta, hogy az együttműködésbe vetett bizalma megalapozott volt. „Hatalmas hozzáadott értéket jelent. Az együttműködés mindkét fél számára valódi partnerséget jelent. Ez a projekt mindkét vállalat számára egy teljesen új vállalkozás, és a kommunikációs technológia is új számunkra. Tanulunk egymástól, és a jövőbe tekintünk, hogy mi lesz a következő lépés” – mondja Kruize. „Megbeszéljük az új technológiákat a Synchronnal, így előre látjuk az általuk kínált lehetőségeket. Ez új lendületet ad a Festo-nak” – nyilatkozza Bert Baas.
A Synchron 1985 óta fejleszt megoldásokat laboratóriumok automatizálásához. Folyadékok, kémcsövek és lemezek automatizált mozgatására specializálódott. Az elmúlt években a Synchron az agrárbiológiai ágazat számára tervezett de novo megoldásokkal és specializált automatizált platformokkal bővítette termékválasztékát. Ezek közé vetőmag mozgató, csíráztató, vetőmagvizsgáló és DNS-tisztító rendszerek tartoznak. A Synchron Experimate™ szoftverplatformja felhasználóbarát felületet kínál, és képes a Synchron összes rendszerének és csatlakoztatott moduljának vezérlésére - a LIMS-kapcsolattól az automatizált munkaállomásig.
