Semeno je nové zlato. Ako to? Rastlinné potraviny živia neustále rastúcu svetovú populáciu. Ale klimatické zmeny, škodcovia a choroby ohrozujú šľachtenie rastlín. Na to, aby šľachtitelia rastlín dokázali vyvinúť odolné semená a sprístupniť ich pre poľnohospodárstvo, potrebujú obrovské množstvo DNA. Synchron Lab na tento účel vyvinul „DNA Factory“ – automatizovanú s manipulačnými portálmi, elektrickými osami, pneumatickými chápadlami a senzormi od Festo.
Systém dokáže extrahovať neuveriteľných 40 000 vzoriek DNA za 24 hodín. Spĺňa tak zvyšujúce sa požiadavky v laboratórnej automatizácii na vysokú priepustnosť. Dopyt po vzorkách DNA je už dávno taký vysoký, že by nebolo možné nasadiť toľko laborantov na dodanie týchto množstiev. Nehovoriac o nákladoch na zamestnancov. Vďaka systému sa môžu vysokokvalifikovaní laboranti sústrediť na svoju hlavnú kompetenciu, analýzu výsledkov.
Skúsení laboranti zvládajú manuálne extrakciu DNA z dvoch mikrotitračných platní za deň. Množstvo ôsmich mikrotitračných platní za deň je možné dosiahnuť pomocou malých automatizovaných stolových systémov. S inovatívnou „továrňou DNA“ od spoločnosti Synchron Lab je možná kapacita 400 mikrotitračných platní za deň. Na vkladanie a vyberanie mikrotitračných platničiek je potrebný iba jeden operátor.
„Laboratóriá sú stále trochu skeptické voči automatizácii. Preto bolo dôležité, aby laboratórny personál vždy videl, čo sa v závode deje,“ vysvetľuje Glenn Dukel, projektový a obchodný rozvojový manažér v Synchron Lab. Na vývoji sa podieľali pestovatelia rastlín a operačný softvér bol tiež maximálne intuitívny – napríklad s prvkami drag and drop.
Zariadenie extrahuje DNA z rozdrveného rastlinného materiálu. Východiskovým bodom procesu je zásobník na mikrotitračné doštičky, ktrorý pojme až 400 doštičiek - po 200 - na vstupe a výstupe. Na začiatku cyklu čítačka čiarových kódov SBSI skenuje všetky mikrotitračné doštičky. Elektrické osi typu EGC v kombinácii s rotačným pohonom DRRD a pneumatickým uchopovačom DHPS zachytávajú mikrotitračné platne a ukladajú ich na nosiče obrobkov, ktoré sa pohybujú z jednej stanice na druhú na dopravnom systéme.
Aby sa DNA oddelila od ostatných materiálov, v prvej stanici sa do vzoriek lyzátu pridajú kódované kovové mikroguľôčky, takzvané magnetické guľôčky, na ktoré sa DNA naviaže, kým zvyšok materiálu pláva v mikrotitračných platniach. Na tento účel sa tlmivý roztok vyrobený z čistého izopropanolu nasaje z rotačných nádob s potiahnutým kremičitým magnetom a napipetuje sa do mikrotitračných platní. Takto začína proces premývania DNA.
Pipetovacie hlavy sa pohybujú v osi X cez portál EXCH area a v osi Z cez elektrickú os EGC-HD s potrebnou tuhosťou. Aj tu zaisťujú elektrické pohony so servomotormi EMMT-AS presné sekvencie pohybu. Tieto servomotory sú predurčené pre náročné a dynamické aplikácie: Vyznačujú sa veľmi dobrou ovládateľnosťou a presnosťou dráhy pri polohovacích úlohách. Priestorovo úsporné jednokáblové riešenie znižuje námahu pri inštalácii.
Druhá a tretia stanica sa používajú na proces prania. Na druhej stanici sa odsaje roztok spojivového pufra. Magnet tvorí prstenec s tlmivým roztokom. DNA zostáva v mikrotitračnej platni.
Na tretej stanici izopropanolový tlmivý roztok oslobodzuje DNA od solí a etanolu. Používa sa tu dávkovacia hlava VTOI od Festo. Jedná sa o efektívne ovládateľnú 8-kanálovú dávkovaciu hlavu pre mikrotitračné platne - vybavená iba jedným ventilom pre osem výstupov. Pomocou VTOI je možné dávkovať a nasávať kvapaliny v najmenšom rozsahu µl. Postup sa opakuje štyrikrát.
Na štvrtej stanici sa DNA oddelí od guľôčok pomocou roztoku premývacieho pufra. Tomuto procesu sú neustále súčasne vystavené štyri mikrotitračné platne, čo znamená, že systém dosahuje úspory z rozsahu v porovnaní s inými systémami. Osi ELGC sa používajú v smere X a pohony EGSC v smere Y. Rovnako aj pneumatické chápadlo DHPS na zdvíhanie mikrotitračných platničiek a otočný pohon DRRD na pohyb platničiek.
„Pre tento projekt bolo pre nás dôležité mať na našej strane partnera pre automatizáciu, ktorý predstavuje vysokú kvalitu a spoľahlivosť, ako aj celosvetovú dostupnosť,“ dodáva Dukel, „Rozhodli sme sa preto pre automatizačnú techniku od Festo na základe motta „Najlepší alebo nič“, slogan známej automobilovej značky.
V skutočnosti vysoko automatizovaný systém nesie znaky automobilového závodu – s vysokou produktivitou a modularitou. Synchron Lab teda nastavuje zlatý štandard v extrakcii DNA a umožňuje budúcim producentom semien reagovať na obrovský globálny dopyt v poľnohospodárstve.
Synchron vyvíja riešenia na mieru pre automatizáciu laboratórií a špecializuje sa na automatizovanú manipuláciu s kvapalinami. Synchron je vo svojom odvetví známy ako progresívna a inovatívna spoločnosť. Od roku 1985 spoločnosť vyvíja prispôsobené produkty založené na vynikajúcich vzťahoch s výrobcami laboratórnych zariadení. Ich produkty, softvérové aj hardvérové, sa teraz používajú v mnohých laboratóriách po celej Európe. Synchron ponúka odborné znalosti vo všetkých oblastiach automatizácie a má bohaté skúsenosti s vývojom a marketingom flexibilnej robotickej automatizácie.
Naši odborníci na automatizáciu laboratórií píšu pre vás.