Tohum yeni altındır. Bunun gibi? Bitki bazlı gıdalar giderek artan dünya nüfusunu besliyor. Ancak iklim değişikliği, zararlılar ve hastalıklar bitki yetiştiriciliğini tehdit ediyor. Bitki yetiştiricilerinin dayanıklı tohumlar geliştirip tarıma sunabilmeleri için çok büyük miktarda DNA'ya ihtiyaçları var. Synchron Lab, bu amaç için Festo'nun taşıma portalları, elektrikli eksenler, pnömatik tutucular ve sensörlerle otomatikleştirilmiş "DNA Fabrikası"nı geliştirdi.
Sistemle 24 saat içinde 40.000'den fazla DNA örneği elde edilebiliyor. Böylece laboratuvar otomasyonunda yüksek verim için artan gereksinimleri karşılar. DNA örneklerine olan talep uzun süredir o kadar yüksek ki, bu miktarları teslim etmek için bu kadar çok laboratuvar asistanının görevlendirilmesi mümkün olmayacaktı. Personel masraflarından bahsetmiyorum bile. Sistem sayesinde yüksek vasıflı laboratuvar asistanları temel yetkinlikleri olan sonuçların analizine odaklanabiliyor.
Deneyimli laboratuvar asistanları manuel olarak günde iki mikrotitre plakasından DNA ekstraksiyonu gerçekleştirmeyi başarırlar. Küçük otomatik tezgah üstü sistemlerle günde sekiz mikrotitre plakası miktarına ulaşılabilir. Synchron Lab'in yenilikçi "DNA fabrikası" ile günde 400 mikrotitre plakalık üretim mümkündür. Mikrotitre plakalarını yüklemek ve boşaltmak için yalnızca bir operatör gereklidir.
"Laboratuvarlar otomasyon konusunda hâlâ biraz şüpheci. Bu nedenle laboratuvar personelinin tesiste neler olup bittiğini her zaman görebilmesi önemliydi" diye açıklıyor Synchron Lab proje ve iş geliştirme müdürü Glenn Dukel. Bitki yetiştiricileri geliştirme sürecine dahil oldu ve işletim yazılımı da örneğin sürükle ve bırak öğeleriyle mümkün olduğunca sezgisel hale getirildi.
Bitki, ezilmiş bitki materyalinden DNA çıkarır. Sürecin başlangıç noktası, giriş ve çıkış için 200'er adet olmak üzere 400 adede kadar plaka alabilen bir mikroplaka magazinidir. Çalışmanın başında Festo'nun barkod okuyucusu SBSI tüm mikroplakaları tarar. Döner tahrik DRRD ve pnömatik tutucu DHPS ile birlikte EGC tipi elektrikli eksenler, mikrotitre plakalarını alır ve bunları bir taşıma sistemi üzerinde bir istasyondan diğerine hareket eden iş parçası taşıyıcılarına yerleştirir.
DNA'yı diğer malzemelerden ayırmak için, ilk istasyonda, lizat numunelerine, manyetik boncuklar adı verilen kodlanmış metalik mikroküreler eklenir ve malzemenin geri kalanı mikrotitre plakalarında yüzerken DNA'nın kendisini bağladığı lizat örneklerine eklenir. Bu amaçla, saf izopropanolden yapılmış bir tampon çözeltisi, kaplanmış silika mıknatıslı döner kaplardan aspire edilir ve mikrotitre plakalarına pipetlenir. DNA yıkama süreci bu şekilde başlar.
Pipetleme kafaları, bir EXCH alan portalı aracılığıyla X ekseninde ve elektrikli EGC-HD ekseni aracılığıyla Z ekseninde gerekli sertlikte hareket ettirilir. Burada da EMMT-AS servo motorlara sahip elektrikli tahrikler hassas hareket dizileri sağlıyor. Bu servo motorlar zorlu ve dinamik uygulamalar için tasarlanmıştır: Konumlandırma görevlerinde çok iyi kontrol edilebilirlik ve yol doğruluğu ile karakterize edilirler. Yerden tasarruf sağlayan tek kablo çözümü kurulum zahmetini azaltır.
İkinci ve üçüncü istasyonlar yıkama işlemi için kullanılmaktadır. Bağlayıcı tampon çözeltisi ikinci istasyonda aspire edilir. Mıknatıs tampon çözeltisiyle bir halka oluşturur. DNA mikrotitre plakasında kalır.
Üçüncü istasyonda izopropanol tampon çözeltisi DNA'yı tuzlardan ve etanolden arındırır. Burada Festo'nun dozaj kafası VTOI kullanılıyor. Bu, mikrotitre plakaları için verimli bir şekilde kontrol edilebilen, 8 kanallı bir dozaj kafasıdır ve sekiz çıkış için yalnızca bir valf ile donatılmıştır. VTOI ile sıvılar en küçük µl aralığında dağıtılabilir ve aspire edilebilir. İşlem dört kez tekrarlanır.
Dördüncü istasyonda DNA, yıkama tamponu çözeltisi kullanılarak boncuklardan ayrılır. Dört mikrotitre plakası aynı anda sürekli olarak bu işleme tabi tutulur, bu da sistemin diğer sistemlere göre ölçek ekonomisi sağlaması anlamına gelir. ELGC eksenleri X yönünde, EGSC sürücüleri ise Y yönünde kullanılır. Benzer şekilde, mikrotitre plakalarını kaldırmak için DHPS pnömatik tutucu ve plakaları hareket ettirmek için DRRD döner tahrik.
Dukel şöyle ekliyor: "Bu proje için yanımızda yüksek kalite ve güvenilirliğin yanı sıra dünya çapında kullanılabilirliği temsil eden bir otomasyon ortağımızın olması önemliydi", "Bu nedenle Festo'nun otomasyon teknolojisini "En iyisi" sloganına dayanarak seçtik. Tanınmış bir otomobil markasının sloganı ya da hiçbir şey.”
Aslında yüksek düzeyde otomasyona sahip sistem, yüksek üretkenlik ve modülerlik ile bir otomobil fabrikasının ayırt edici özelliklerini taşıyor. Böylece Synchron Lab, DNA ekstraksiyonunda altın bir standart belirleyerek gelecekteki tohum üreticilerinin tarımdaki muazzam küresel talebe yanıt vermesini sağlıyor.
Synchron, laboratuvar otomasyonu için özel çözümler geliştirir ve otomatik sıvı işleme konusunda uzmanlaşır. Synchron, sektöründe ilerici ve yenilikçi bir şirket olarak biliniyor. 1985'ten bu yana şirket, laboratuvar ekipmanı üreticileriyle mükemmel ilişkilere dayanarak özelleştirilmiş ürünler geliştirmektedir. Hem yazılım hem de donanım ürünleri artık Avrupa çapında birçok laboratuvarda kullanılıyor. Synchron, otomasyonun tüm alanlarında uzmanlık sunar ve esnek robotik otomasyonun geliştirilmesi ve pazarlanmasında zengin bir deneyime sahiptir.
Laboratuvar otomasyon uzmanlarımız sizin için yazıyor.