A salvar vidas com testes de diagnóstico molecular

Alto desempenho em testes para muitos patógenos das vias respiratórias superiores graças à tecnologia de automação

Fast MDx demonstra como é possível identificar muitos patógenos a uma velocidade insuperável sem precisar de recorrer a laboratórios caros de biossegurança. A empresa sediada em Londres desenvolveu um sistema de testes próximo dos pacientes que reduz o tempo de espera habitual de 24 a 48 horas para apenas uma a duas horas. A tecnologia de automação da Festo faz parte do sistema.

Covid-19, Gripe A, Gripe B, VRS-A, VRS-B: Para os médicos, é importante poder determinar com segurança os patógenos respiratórios mais comuns em uma ou duas horas, de maneira que as pessoas infetadas possam receber rapidamente um tratamento personalizado. A plataforma de testes é normalmente instalada em centros hospitalares, clínicas ou consultórios, ou seja, perto dos pacientes.

"A plataforma de testes de alto desempenho, totalmente automatizada e próxima do paciente, é móvel, pelo que pode ser utilizada em qualquer lugar. Para manuseá-la só é preciso um técnico, e não cinco como acontece normalmente num laboratório central, para processar até 1.000 testes de pacientes num turno de 8 horas", assinala Richard Lewis, fundador e CEO da Fast MDx.

Com tudo o que é necessário

A plataforma Fast MDx baseia-se na tecnologia de automação da Festo para realizar a pipetagem e a distribuição. Os sistemas de testes automatizados poupam tempo ao técnico e reduzem os erros humanos associados à pipetagem manual de centenas de amostras em tubos e placas de microtitulação normalizados. "A Fast MDx é um sistema completamente integrado que inclui tudo o que é necessário para realizar os testes, desde os tubos de ensaio e as zaragatoas até ao envio eletrónico dos resultados para o hospital, clínica ou consultório no qual tenha sido colhida a amostra", explica Lewis.

Os testes na plataforma Fast MDx são totalmente automatizados: o sistema inclui manipuladores com atuadores elétricos da Festo para o manuseamento preciso das pipetas e para o manuseamento baseado em robôs nas placas de microtitulação PCR, um termossoldador da Kbiosystems e o termociclador qPCR ultra rápido patenteado pela Fast MDx, o NGX2. O software Biosero utilizado na plataforma integra e controla todos os módulos e faz com que o seu funcionamento seja muito simples. O construtor britânico de máquinas especiais Applied Automation é responsável pela construção de todo o sistema de testes, bem como de todos os aspetos relacionados com a segurança, a análise de riscos e a identificação e marcação CE.

Funcionamento da plataforma de testes Fast MDx

O operador coloca as bandejas com as pontas de pipeta, a placa de microtitulação, o kit de ensaio com todos os reagentes e as amostras do paciente. O acompanhamento das amostras é realizado ao longo de todo o processo por meio de um código de barras exclusivo gravado a laser na parte inferior de cada amostra.

Durante a preparação das amostras, o manipulador horizontal de dois eixos EXCM da Festo funciona nos eixos X e Y. As 92 amostras de pacientes são digitalizadas a partir de baixo com os sensores óticos da Festo para verificar que estão todas presentes. O sistema de pipetagem automatizado, composto pela cabeça de pipetagem DHOE da Festo e o ejetor DHAO, é montado no eixo Z do manipulador horizontal de dois eixos. A cabeça de pipetagem pode distribuir com precisão volumes num intervalo de 10 µl e a velocidade de pipetagem pode ser ajustada de maneira que se possa distribuir até 10 ml/s.

A mistura de reação é preparada, entregue a uma placa de microtitulação e então as amostras são adicionadas. Cada amostra de paciente é aspirada com a ponta da pipeta descartável, que perfura a tampa da amostra do paciente e é pipetada na mistura de reação num poro da placa de microtitulação. Para evitar contaminações cruzadas, cada ponta é utilizada apenas para uma amostra de paciente e depois é descartada. "A perfuração da tampa poupa muito tempo e dinheiro, uma vez que não são necessários sistemas convencionais de abertura e fecho e evitam-se os erros humanos de manuseamento, habituais ao pipetar manualmente centenas de amostras para os tubos", explica Hannes Rößer, especialista em tecnologia de manuseamento da Festo.

Utilização de pinças e eixos elétricos

Um sistema de manuseamento separado, baseado no manipulador horizontal de dois eixos EXCM-30, recolhe a placa de microtitulação cheia com a pinça elétrica EHPS-16 e coloca-a no termossoldador, onde é soldada com uma película de plástico. A placa soldada é colocada no bloco RT, que ativa a transformação do RNA, se presente, em ADN complementar (cDNA). Na última fase, é realizada a reação PCR para determinar se a sequência de cDNA do patógeno de interesse está presente em alguma das amostras de pacientes examinadas.

Gerador de pressão-vácuo independente do fornecimento externo

Para ser independente de uma alimentação pneumática externa, a plataforma de testes Fast MDx utiliza o gerador de pressão-vácuo PGVA da Festo, que gera uma pressão ou um vácuo de ± 0,5 bar. Para a alimentação pneumática com uma solução de pressão e vácuo, é necessário apenas ter uma fonte de alimentação de 24 V. O PGVA integra num espaço muito reduzido um mini compressor, um filtro de ar, um depósito e um controlo de pressão e de vácuo, o que constitui uma solução fechada em si mesma para o manuseamento de líquidos na automação laboratorial.

"Graças à estreita colaboração entre Fast MDx e a Festo, conseguimos fabricar os primeiros protótipos de forma rápida e eficaz, apesar do altíssimo nível de complexidade", afirma Richard Lewis, CEO da Fast MDx. "Conseguimos combinar a ampla experiência da Fast MDx em termociclagem qPCR com os pórticos 3D, controladores e sistemas de pipetagem da Festo, de eficácia comprovada".

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