A vetőmag az új arany. Mégis miért? A növényi eredetű élelmiszerek egyre nagyobb világnépességet táplálnak. Az éghajlatváltozás, a kártevők és a betegségek azonban veszélyeztetik a növénynemesítést. A növénynemesítőknek hatalmas mennyiségű DNS-re van szükségük ahhoz, hogy rezisztens vetőmagokat fejlesszenek ki, és azokat a mezőgazdaság rendelkezésére bocsássák. A Synchron Lab e célból fejlesztette ki a "DNS-gyárat", amelyet Festo handling portálokkal, elektromos tengelyekkel, pneumatikus megfogókkal és érzékelőkkel automatizált.
A berendezéssel írd és mond 40.000 DNS-mintát lehet kinyerni 24 óra alatt. Ezáltal megfelel a laboratóriumi automatizálás egyre nagyobb kapacitásokra vonatkozó követelményének. A DNS-minták iránti kereslet már régóta olyan nagy, hogy nem lehetne annyi laboratóriumi asszisztenst alkalmazni, hogy biztosítani lehessen ezeket a mennyiségeket. A személyi költségekről már nem is beszélve. A berendezésnek köszönhetően a magasan képzett laboratóriumi asszisztensek a fő szakterületükre, az eredmények elemzésére koncentrálhatnak.
Egy tapasztalt laboratóriumi asszisztens naponta két mikrotiter lemeznyi DNS-extrakciót képes elvégezni naponta. Kisebb automatizált asztali rendszerekkel napi nyolc mikrotiter lemez dolgozható fel. A Synchron Lab új "DNS-gyárával" napi 400 mikrotiter lemezes kapacitás érhető el. Ehhez csupán egy kezelőszemély szükséges, aki behelyezi és kiveszi a mikrotiter lemezeket.
"A laboratóriumok még mindig némi fenntartással viszonyulnak az automatizáláshoz. Emiatt is fontos, hogy a laboratóriumi személyzet mindig láthassa, mi történik a berendezésben" - magyarázza Glenn Dukel, a Synchron Lab projekt- és üzletfejlesztési vezetője. A fejlesztési folyamatba ezért bevonták a növénynemesítőket is, és a kezelőszoftvert is úgy alakították ki, hogy a lehető legintuitívabban lehessen használni, például drag and drop módszerrel.
A berendezés aprított növényi anyagból nyeri ki a DNS-t. A folyamat kiindulópontja egy tár a mikrotiter lemezekhez, amely akár 400 lemezt is képes tárolni, egyenként 200-at a be- és a kimenethez. A folyamat elején a Festo SBSI vonalkódolvasója beolvassa az összes mikrotiter lemezt. Az EGC típusú elektromos tengelyek egy DRRD fordító hajtóművel és a DHPS pneumatikus megfogóval kombinálva felveszik a mikrotiter lemezeket, és a munkadarabtartókra helyezik őket, amelyek egy szállítórendszeren haladnak állomásról állomásra.
A DNS többi anyagtól való elválasztása érdekében az első állomás kódolt fémes mikrogömböket, úgynevezett mágneses gyöngyöket adagol a lizátum mintákhoz, amelyekre rátapad a DNS, míg a többi anyag felúszik a mikrotiter lemezek tetejére. Ehhez az állomás a forgó tartályokból tiszta izopropanolból álló pufferoldatot szív le bevonatos szilícium-dioxid mágnes segítségével, és azt a mikrotiter lemezekbe pipettálja. Ezzel kezdődik a DNS tisztításának folyamata.
A pipettázófejeket az X tengely mentén egy EXCH síkportál, a Z tengely mentén pedig a szükséges merevséggel rendelkező EGC-HD elektromos tengely mozgatja. Itt is az EMMT-AS típusú szervomotoros elektromos hajtóművek biztosítják a pontos mozgásfolyamatokat. Ezek a szervomotorok tökéletesen illenek az igényes és dinamikus alkalmazásokhoz: Nagyon jó szabályozhatóság és pályatartás jellemzi őket a pozicionálási feladatoknál. A helytakarékos, egykábeles megoldás csökkenti a telepítési munkaigényt.
A második és harmadik állomáson zajlik a tisztítási folyamat. A második állomás a kötőanyag-pufferoldatot szívja le. A mágnes egy gyűrűt hoz létre a pufferoldattal. A DNS a mikrotiter lemezen marad.
A harmadik állomáson az izopropanol pufferoldat leválasztja a sókat és az etanolt a DNS-ről. Ebben a Festo VTOI adagolófeje is közreműködik. Ez egy hatékonyan szabályozható, 8 csatornás adagolófej mikrotiter lemezekhez, amelynél a nyolc kimenethez csupán egy szelep tartozik. A VTOI segítségével a folyadékok a legkisebb µl-es tartományban adagolhatók és szívhatók fel. A folyamat négyszer ismétlődik.
A negyedik állomás egy tisztító pufferoldat segítségével tisztítja meg a DNS-t a gyöngyöktől. Az állomás egyszerre négy mikrotiter lemezt képes átöblíteni, így a berendezés méretgazdaságosságosabb más rendszerekhez képest. A folyamatban ELGC tengelyek vesznek részt X irányban, illetve EGSC hajtóművek Y irányban. A DHPS pneumatikus megfogó a mikrotiter lemezeket emeli fel, míg a DRRD fordító hajtómű a lemezeket helyezi át.
"Fontos volt számunkra, hogy olyan automatizálási partnerrel dolgozzunk együtt, aki magas minőséget és megbízhatóságot, valamint a világméretű elérhetőséget képvisel" – egészíti ki Dukel. - "Ezért döntöttünk – egy ismert autóipari márka "a legjobb vagy semmi" mottója után szabadon – a Festo automatizálástechnikája mellett."
A nagymértékben automatizált berendezés valójában hasonlít egy autógyár működéséhez: nagy a termelékenysége és moduláris. A Synchron Lab ezzel a berendezéssel új mércét állít fel a DNS-extrakció terén, így a vetőmaggyártók képesek lesznek a jövőben kielégíteni a hatalmas globális mezőgazdasági keresletet.
A Synchron Lab egyedi megoldásokat fejleszt a laboratóriumi automatizáláshoz, és az automatizált folyadék handlingre szakosodott. Az ágazatban úttörő és innovatív cégként ismerik a Synchron Labet. A vállalat 1985 óta fejleszt egyedi termékeket a laboratóriumi berendezések gyártóival fenntartott kiváló kapcsolataira alapozva. Termékeiket, azaz szoftvereiket és hardvereiket, ma már számos laboratóriumban használják Európa-szerte. A Synchron az automatizálás minden területén rendelkezik szaktudással, és nagy tapasztalattal a rugalmas robotautomatizálás fejlesztése és forgalmazása terén.
Laboratóriumi automatizálási szakértőink Önnek írják cikkeiket.