在植物育種中,每天都要在實驗室偵測無數的 DNA 樣品。育種人員面臨著快速準確偵測 DNA 的技術挑戰。自動化加工夾具支援自動化實驗室製造準備樣品進行分析。
在植物育種計劃中,需對葉片和種子組織的 DNA 進行微生物學偵測,以確定其特性,如抗病性或維生素含量。分析必須快速精確。結果的準確性和可重複性極為重要。為此,實驗室需連續執行數次完全相同的測試,也必須能夠確認哪些分析已經完成。另一個核心標準是樣品的可追溯性:為了避免混淆,必須始終知道偵測的樣品是哪一個。
今天,自動化系統幾乎可以支援整個分析過程——從樣品識別和取樣到製造準備和實際測試。這使實驗室工作人員從單調重複的工作中解放出來,讓他們有更多的時間從事要求高的工作。同時,分析速度更快,結果品質更高。
分析過程的一個重要步驟是去除 DNA 中的污染物。在自動化實驗室裡,這項任務由 DNA 提取機器人完成,它使用一種包含磁性粒子的特殊提取化學物質。這些粒子與構成 DNA 的核酸結合。隨後,用水去除污染物,DNA 即可用於接下來的分子生物學分析。
在清洗過程中,DNA 樣品被儲存在多孔板中,多孔板專門用來儲存實驗室樣品。多孔板下面安裝著 8 個磁鐵。提取機器人使用一個 96 管道滴液吸頭將提取的化學物質滴定到多孔板中。該滴液吸頭是一個具有多個獨立滴定管的加工夾具,可以同時釋放液體。磁鐵與液體中的磁性顆粒在多孔板的底部結合。因此,它們可以很容易地從 DNA 中分離出來。隨後用水清洗,DNA 即可用於進一步的測試。
在提取過程中,機器人必須相當精確地工作。它必須可靠地定位滴液吸頭,以便準確地將液體注入多孔板中。Festo 控制器、馬達和電缸確保滴液吸頭可以快速工作,精度達毫米級。未來,此類實驗室自動化解決方案將在實驗室中得到更廣泛的應用,以保持植物育種的競爭力。