毎日40,000件のDNA抽出

スピーディーな処理が可能:1回の抽出作業に20分、2.5分ごとに新しいプレートを用意 - オランダのSynchron Lab Automation社はFestoの協力を得てDNA抽出用の小型自動化工場を開発しました。その結果、種子産業の顧客は1日に最大40,000個のサンプルからDNAを採取することができます。

Synchron Lab Automation社の事業開発責任者であるNiels Kruizeは「私たちは本当に小さな工場を作りました。」説明します。「最近、あるお客様が貴重な発言をされました。彼は『これはとても美しく、同時にとてもシンプルでなぜ今まで発明されなかったのか理解できない』と言ったのです。」

機械上で行われるこのプロセスは農業分野で植物の品種改良に利用されています。このプロセスでは細かく切った植物からDNAを抽出します。Festoのコンポーネントは全ての局面で重要な役割を担っています。このプロセスは入力用200枚、出力用200枚の最大400枚のプレートを収容できるマイクロプレートマガジンから始まります。FestoのキーアカウントマネージャであるBert Baasは次のように説明します。「これは産業用オートメーションと研究室用オートメーションを組み合わせた完璧な例です。」機械のハードウェアは各機能に分かれており、それぞれが可能な限りシンプルかつ効率的に設計されています。この小さな工場には並列ではなく直列のアクチュエータが設置されています。プレートはピペッティング、リンス、洗浄の各ステーションで連続的に移動・配置されます。

Synchron社の開発者は当初からFestoの集中的なサポートを受けていました。Bert Baasは次のように報告しています。「私たちのオートメーションエキスパートは抽出システムの開発全体をサポートしてくれました。例えば新しいCPX-Eユニットを使って真の付加価値を生み出すことを提案してくれました。今回のプロジェクトでは発売前のこのユニットを使っています。

Synchron Lab社のDNA抽出機

識別、搬送、洗浄、吸引:Festo のコンポーネントはプロセスの全ての段階で重要な機能を担います。

DNA抽出機の仕組み

抽出機は8時間連続で稼働し、需要が増えた場合には24時間の運転も問題なく行えます。その容量は現在市販されている他の製品の8倍に達しています。

識別と搬送:

稼動開始時にはバーコードリーダーSBSIが全てのマイクロプレートをスキャンします。電動アクチュエータEGCはロータリアクチュエータDRRDとグリッパDHPSとの組み合わせでマイクロプレートをピックアップし、キャリアに配置します。これらは搬送システム上の様々なステーションを移動します。

すすぎ

DNAを他の物質から分離するために、金属製のミクロスフェアが追加されます。DNAはミクロスフェアに付着し、残りの物質はマイクロプレートに浮かび上がります。複数の洗浄ステーションでマイクロプレートに液体を加え、再び吸引します。そのために、電動スライドテーブルEGSCでピペッティングヘッドを下げます。すすいだ後のマイクロプレートにはきれいなDNAが残っています。これが搬送システムを経由して最終処理工程であるDNA抽出に送られます。

抽出:

DNAを抽出するためのピペッティングヘッドの操作はEGCタイプの電動アクチュエータと電動スライドテーブルEGSLの組み合わせで行われます。各プレートには96個のサンプルがあります。抽出にかかる時間は合計20分です。2.5分ごとに新しいプレートが開始されます。

本機はシリアル・モジュール構造を採用しており、スイッチングによる遅延がほとんどありません。システムの制御にはIO-Link®搭載のCPX-EやVTUGバルブターミナルが使用されています。CPX-EはリモートI/OシステムやPLCと、EtherCATマスタコントローラおよびモーションコントローラを組み合わせて開発されており、コントロールユニットと電動アクチュエータを簡単に組み合わせることができます。

共同事業で限界を乗り越える

Synchron Lab Automation社のオーナー兼マネージングディレクターであるDerk WiltenはFestoとの協力関係が生まれた経緯を次のように説明します。「これまではソリューションのコンセプトだけを重視し、パートナーにソリューションを製造してもらっていました。それは私たちがもともとソフトウェアの会社だからです。Niels Kruizeが入社したとき、彼はターンキーソリューションを自分たちで開発するべきだと私たちに言いました。彼はそれを確信していたようです。Niels KruizeはSynchron Lab Automation社でビジネス開発を担当しています。彼は以前イギリスで働いていたことがあり、そこでFestoと緊密に協力していました。自身のポジティブな経験をベースに彼はエンジニアリングのノウハウとFestoのコンポーネントを使って初めての『自社製品』を実現することを提案しました。」

プロジェクトを信頼してくれるパートナー

Niels Kruizeは次のように説明しています。「Festoはコンポーネントサプライヤのグローバルネットワークと、グローバルなサービスとサポートを提供するリーディングカンパニーです。Festoのエキスパートがデザインを手伝ってくれ、知識を共有してくれました。彼らが様々な市場を知っていてそこで活動していることはとても貴重なことでした。Synchron社は世界中の顧客にサービスを提供しています。そのためシンガポールと同様にドイツでも迅速に部品を供給してくれるパートナーと協力できることを嬉しく思います。」Derk Wilton:が確信を得たのはすぐでした。「Festoは私たちと全く同じ作業方法を採用しています。プロジェクトを信じてくれるパートナーと一緒に仕事ができるのはとても心強いです。」

DNA抽出機:Synchron Lab Automation社およびFestoのチーム

優れたチーム(左から右へ):Niels Kruize:(Synchron社)、Bert Baas(Festo)、Derk Wilten:(Synchron社)

Niels Kruizeはパートナーシップへ寄せた彼の信頼が正しかったことが確認されて喜んでいます。「このパートナーシップは私たちに膨大な付加価値を提供してくれます。双方にとって本当に協力的なものでした。今回のプロジェクトは両社にとって全く新しい事業で通信技術も私たちにとっては新しいものです。お互いに学び合い、次のステップがどうなるのか、未来に目を向けています。」Bert Baas:「私たちはSynchron社と新しい技術について話し合い、その可能性を予測しています。これによりFestoは新たな推進力を得ます。」

Synchron Lab Automation社について

Synchron社は1985年から、ラボオートメーションのソリューションを開発しており、液体、チューブ, プレートの自動ハンドリングを専門としています。近年、Synchron社は農業バイオ業界向けの特殊なオートメーションプラットフォームの新規設計・設計をポートフォリオに加えました。これには種子の摘み取り、発芽、種子の検査、DNA精製システムなどがあります。Synchron社のソフトウェアプラットフォームExperimate™はユーザーフレンドリーなインタフェースを提供し、LIMS接続から自動化されたワークステーションまで全てのシステムとSynchron社の接続されたモジュールを制御します。

www.synchronlab.com

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