LifeTech Blog

혁신

실험실 장비 개발 시 비용 효율성

코로나 위기 동안 성공적으로 공급을 유지한 생명과학 및 바이오 제약 기업은 이제 경영을 뉴 노멀(new normal)에 맞게 조정하고 실험실의 비용 효율성을 지속적으로 개선하는 데 주력하고 있습니다. 따라서 실험실 장비 제조업체는 더 짧은 시간과 낮은 비용으로 고객에게 분명한 이점을 제공하는 새로운 실험실 자동화 장비를 어떻게 개발하고 제조할 수 있는지 자문해야 합니다.

혁신

미래 실험실을 위한 초전도체 기술

자동화와 디지털화, 인공지능(AI), 로봇공학, 미세유체공학, 맞춤형 의학의 활용이 미래의 실험실을 형성할 것입니다. 나노소재, 스마트 소재, 초전도체 등 혁신적인 소재 기술도 마찬가지로 중요한 역할을 합니다. 초전도체 기술을 사용하면 물체와 유체를 비접촉식으로 이동하고 처리할 수 있습니다. 이것은 실험실과 생명공학 분야에서 멸균되고 안전한 작업에 이상적입니다.

혁신

세포 자동 분주

약물 개발이나 대체 치료법 테스트 등에서 세포 배양을 활용하는 것이 생명과학 분야에서 점점 더 중요해지고 있습니다. 이는 또한 세포와 오가노이드를 보다 효과적이고 효율적으로 처리할 수 있는 솔루션에 대한 수요를 증가시킵니다. 수동 피펫팅은 부족하고 값비싼 인적 자원에 대한 대안입니다. 동시에 대량의 시료가 빠르게 용량 한계에 도달합니다.

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점성 하이드로겔의 자동 디스펜싱

Festo LifeTech Application Center에서는 UPM Biomedicals가 생체 적합성 나노셀룰로오스 하이드로겔을 자동으로 분배하는 셋업을 테스트했습니다.

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Liquid Handling 결과 최적화

실험실 자동화의 도징 또는 피펫팅 적용 분야에서는 정확도 및 정밀도를 계산하여 분석되는 신뢰성 있는 결과를 도출하는 것이 중요합니다. 이런 결과를 얻으려면 측정 장비에서 외부 및 내부 영향에 이르는 복수의 영향 요소를 고려해야 합니다.

하이라이트

더 나은 삶을 위한 기술

증가하고 노령화되는 세계 인구는 더 많은 의료 진단 및 치료를 필요로 합니다. 의학의 발전으로 새로운 질병을 발견하고 치료할 수 있게 되었습니다. 신뢰할 수 있는 진단을 위해서는 샘플의 정확한 분석이 필요합니다. 의료 기술은 치료에 사용되며 삶의 질을 개선하고 유지합니다. 따라서 의료 기술 및 실험실 분석에 대한 전 세계적 수요가 빠르게 증가하고 있습니다. 당사에서는 민감한 프로세스의 정확하고 신뢰할 수 있는 자동화를 위해 이 성장 시장에 기술 노하우를 제공합니다. ​

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압력 제어 액체 핸들링의 5가지 이점

실험실 자동화를 위한 다양한 리퀴드 핸들링 시스템이 존재합니다. Festo는 압력 제어식 액체 도징 시스템에 대한 비중을 확대하고 있는데, 여기에는 다양한 구체적인 이점들이 존재하기 때문입니다.

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간편한 피에조 밸브 통합

최고의 에너지 절감, 무소음 및 발열 없음. 피에조 기술은 의료 기술 및 실험실 자동화에서 효율적이며 정밀한 가스 핸들링과 관련해 다수의 이점을 제공합니다. 비례 솔레노이드 밸브에 비해 피에조 밸브의 가장 큰 이점으로 최대 95% 낮은 에너지 소비량을 들 수 있습니다. 하지만 지금까지는 밸브를 교체하는 것이 쉽지 않았는데, 피에조 기술에는 최대 310 V의 전압이 필요하고 이로 인해 항상 특정한 전자장치가 필요했기 때문입니다. 이제 이에 대한 간단한 솔루션이 존재하며 아래에서 소개됩니다.

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랩온어칩 장치의 제조 설계

모바일 체외 진단 기기는 성장하는 시장입니다. 진료 현장에서 이루어지는 빠르고 신뢰할 수 있는 테스트에 대한 수요는 점점 증가하고 있습니다. 파트너로서 Festo와 함께 과학자, 대학, 스타트업 및 기존 제조사는 랩온어칩 시스템을 보다 신속하게 시장에 출시하고 즉시 양산을 시작할 수 있습니다. 이것은 바로 설치할 수 있고 사전 테스트를 거친 하위 시스템이 포함된 모듈식 시스템과 협업 엔지니어링을 통해 가능합니다.

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올바른 항생제로 생명을 구하십시오

지금까지 환자 개개인의 감염에 어떤 항생제가 어느 정도의 용량으로 효과적인지 알아내는 데 2~4일이 소요되었습니다. 새로운 진단 플랫폼은 24시간 내에 올바른 제제를 찾습니다. 여기에는 Festo의 도징 헤드 및 포털이 포함되어 있습니다.

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액체 핸들링을 위한 통합 솔루션

실험실 자동화의 핵심 주제 중 하나는 밀리리터에서 나노리터에 이르는 극소량의 액체 핸들링입니다. Festo는 이를 위해 콤팩트하고 완벽하게 통합된 기능 유닛을 제공하고 있습니다. 표준화된 구성요소를 통해 시스템 및 장치 제조사는 개발 시간을 단축하는 동시에 고품질 요구 사항을 안전하고 효율적으로 충족할 수 있습니다. 따라서 Festo는 의료 분야의 고객뿐 아니라 정밀한 액체 핸들링이 필요한 다른 산업 분야, 예를 들어 식품 및 화장품 생산, 인쇄 및 클리닝 또는 육종 및 부화 프로세스와 같은 분야에서도 강력한 파트너로 인정 받고 있습니다.

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치과에 대한 두려움 해소

치과 방문을 좋아하는 사람은 아무도 없습니다. 어린이라면 더욱 그렇습니다. 미래의 치과 의사와 간호사가 치과 치료 중 어린이를 더 쉽게 다룰 수 있도록 하기 위해 일본 회사 tmsuk는 치료 중에 심하게 불안해하거나 심지어 경련을 일으키거나 입을 다무는 것과 같은 거동을 하는 어린 환자의 행동을 현실적으로 시뮬레이션하는 휴머노이드 로봇을 개발했습니다. 더미의 사실적인 동작은 피에조 기술이 적용된 비례 압력 조절기에 의해 구현됩니다.

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고성능 진단장치 찾기

글로벌 진단 기업과 실험실은 현재 수요에 맞게 테스트 용량을 확장하기 위해 시간과의 전쟁을 벌이고 있습니다. 전 세계적인 코로나19 팬데믹으로 인해 테스트 수요가 가용 용량을 훨씬 초과했습니다.

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개발자에게 적합: Starter-Set Liquid Handling

이 압력 제어 디스펜싱 시스템은 정밀도, 처리량 및 신뢰성이 요구되는 모든 적용 영역에 사용할 수 있습니다. Festo는 실험실 자동화 분야의 개발자를 겨냥하여 액체 도징용 스타터 세트를 제공하고 있습니다. 이 새로운 디스펜싱 어플리케이션의 최초 설치 과정은 쉽고 빠르게 진행됩니다.

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액체 핸들링의 반복 정확도

외부 공기 공급장치가 필요하므로 리퀴드 핸들링 시스템을 설치할 때 공간적 제약이 발생합니다. 액체의 다중 주입은 최고 수준의 반복 정확도를 요구합니다. Festo는 이 2가지 문제에 대한 솔루션을 개발하는 데 성공하였으며, 이 내용은 본고에서 설명됩니다.

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전립선 조직의 정확한 제거

의료 로봇은 의료 진단에서 점점 더 중요한 역할을 수행하고 있습니다. 반자동 처리 솔루션을 사용하면 전립선의 의심스러운 부위를 정밀하게 제거하여 보다 정확한 생검 결과와 전립선암을 더 정확하게 감지할 수 있습니다.

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샘플 핸들링의 더욱 신속한 개발

Festo USA에서는 PerkinElmer와의 협업을 통해 글로벌 선도 의료 기기 제조사를 위한 소형 샘플 핸들링 솔루션을 개발했습니다. 고객이 개발 프로세스에 초기에 참여한 덕분에 하위 시스템은 Festo의 표준 구성요소, PerkinElmer® JANUS G3 워크스테이션 및 수정된 회전 그리퍼 모듈을 사용하여 고객의 플랫폼에 쉽게 통합시킬 수 있었습니다. 이런 접근 방식으로 복잡성을 최소화하고 생산성과 프로세스 안정성을 극대화시킬 수 있었습니다.

실제 사례

매일 40,000회 DNA 추출

실험이 빠르게 진행된다면 매우 좋겠지요. 추출 프로세스당 20분, 2.5분마다 새 플레이트 - 네덜란드 기업인 Synchron Lab Automation은 Festo와 협력하여 DNA 추출을 위한 소규모 자동화 공장을 개발했습니다. 종자 산업 분야의 고객은 이를 사용하여 하루에 최대 40,000개의 샘플에서 DNA를 추출할 수 있습니다.

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가스 혼합 및 도징 - 4가지 응용 분야, 하나의 솔루션

VEMD는 최대 20 ln/min의 유량으로 불활성 기체와 산소를 정확하게 전달하는 폐쇄 루프 열 질량 유량 컨트롤러입니다. 피에조 기술은 뛰어난 가격 대비 성능으로 이 분야에서 최고의 역동성과 에너지 효율성을 보장합니다. 유량 제어에 펄스 폭 변조 신호가 필요하지 않으므로 VEMD는 소음 없이 작동합니다. 컴팩트한 설치 크기, 탁월한 경량성 및 낮은 에너지 소비 덕분에 첫 번째 응용 사례에서 알 수 있듯이 모바일 장치에 사용하기에 이상적입니다.

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식물육종용 DNA 추출기

네덜란드 회사인 Synchron Lab Automation은 Festo와의 긴밀한 협업을 통해 처리 속도가 매우 빠른 자동 DNA 추출 시스템을 개발했습니다. 이를 통해 종자 산업 분야의 고객은 하루에 최대 40,000개의 샘플에서 DNA를 추출할 수 있습니다.

실제 사례

삶의 질 향상

전 세계적으로 약 6억 명의 사람들이 폐 질환 COPD를 앓고 있습니다. 이동식 산소 장치는 환자의 신체적 회복력, 삶의 질 및 정신적 수행 능력을 향상시킵니다. 일본 기업인 Musashi Medical Laboratory는 스마트폰 형식의 사용하기 쉬운 컨트롤러가 있는 산소 장치를 제공합니다. 이로써 환자의 편안함과 간호를 크게 개선합니다. Festo의 소형 피에조 밸브는 조용한 산소 공급을 보장합니다.

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샘플 용기의 열기 및 닫기

실험실 자동화에서 샘플 용기의 핸들링, 특히 열기 및 닫기는 도전 과제에 해당합니다. 최소한의 복잡성 및 높은 공정 신뢰성을 최적으로 조합하는 것이 것이 중요합니다. 여기에서는 올바른 솔루션을 도출하기 위해 무엇이 중요한지 확인할 수 있습니다.

실제 사례

완전 자동화된 DNA 추출

매일 수많은 식물 육종 DNA 샘플이 실험실에서 검사됩니다. 육종 관리자는 DNA를 오류 없이 신속하게 테스트해야 하는 기술적 문제를 마주하고 있습니다. 자동화된 장치는 분석을 위해 샘플을 준비하는 실험실을 지원합니다.

실제 사례

눈 수술의 정확성

백내장 수술은 이제 일상적인 수술입니다. 이를 위해 BYTEC은 정확하고 오류 없는 치료로 안과 의사를 지원하는 "QUBE"와 같은 의료 기술 장치를 개발합니다. Festo의 피에조, 비례 및 고속 전환 밸브를 사용하면 필요한 신속 절단이 가능합니다.

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파트 1: 액체 핸들링 정확도

실험실 자동화의 핵심 프로세스는 예를 들어 자동화된 리퀴드 핸들러를 통해 액체 분액을 분배하는 것입니다. 리퀴드 핸들링 시스템의 성능 평가는 실험실 엔지니어와 리퀴드 핸들링 기술 제조사 모두에게 중요합니다. 도징 성능을 평가하는 기준으로 정밀성과 정확도를 들 수 있습니다.

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파트 2: 액체 핸들링 정확도

실험실 자동화의 핵심 프로세스로 액체와 샘플의 핸들링을 들 수 있습니다. 자동화된 리퀴드 핸들링 시스템의 최적화 및 객관적 성능 평가는 실험실 엔지니어와 리퀴드 핸들링 기술 제조사 모두에게 매우 중요합니다.

실제 사례

제약 산업의 안전한 세척 시설

활성 성분으로 작업하는 곳이라면 어디에서나 청결이 최우선입니다. 생산 장비는 사용 후 철저히 세척해야 합니다. 물론 이것은 시스템의 본질과 관련이 있습니다. 아니면 Festo의 부식 방지 스테인리스 스틸 구성 요소를 사용할 수 있습니다. 이것은 더욱 견고합니다. ROTAN의 제약산업용 세척 시설이 그 예시입니다.

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실험실 자동화를 위한 솔루션

마이크로리터 단위의 용량을 지닌 작은 액적은 오늘날 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 이러한 액적이 특히 중요한 역할을 할 수 있는 영역에는 생명 과학 및 제약 연구, 진단 및 미세 유체 응용 분야의 액체 핸들링이 포함됩니다. 두 가지 일반적인 액체 취급 기술은 피펫팅(접촉 방식)과 디스펜싱(비접촉 방식)입니다.

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미래의 실험실 - SMART 실험실

실험실 프로세스가 더욱 복잡해짐에 따라 자동화 솔루션은 프로세스 정확성과 일관성을 보장하고 효율성을 개선하기 위한 필수요소입니다.

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피에조 기술이 적용된 밸브

특정 세라믹은 피에조 특성을 지니고 있습니다. 즉, 이러한 세라믹이 기계적으로 변형되면 재료에 전압이 생성됩니다. 이 효과는 반대 방향으로도 발생합니다. 이러한 세라믹에 전압을 가하면 세라믹이 변형됩니다.

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실험실 자동화의 시스템 솔루션

인간의 개입 없이 기기를 제어하는 소프트웨어 및 하드웨어 기술과 기술적 조정을 의미하는 실험실 자동화와, 샘플과 그 용기의 물리적 취급을 의미하는 실험식 로봇 공학을 구분하는 것은 중요합니다.