荷蘭公司 Synchron Lab Automation 與 Festo 密切合作,開發了一種傳輸率非常高的自動 DNA 提取系統。使用該系統,育種行業的客戶能夠每天從多達 40,000 個樣本中提取 DNA。
在介紹為何開始與 Festo 合作時,Synchron Lab Automation 公司負責人兼總經理 Derk Wilten 說道:「過去,我們只是專注於開發解決方案,然後讓合作夥伴來實施。因為我們原本是一家軟體公司。後來 Niels Kruize 加入了我們公司,負責業務開發工作。他堅持認為,我們應該自己來提供統包解決方案。而他之前在英國工作時,與 Festo 有過很多次合作。這些合作給他留下了很好的印象,所以他建議,我們可以自主開發和推出一款採用了 Festo 技術和元件的產品。」
Niels Kruize 表示:「Festo 是市場領先企業,擁有全球化的零組件供應商網絡,能夠在全球各地為客戶提供服務和支援。他們幫助我們進行設計,與我們分享他們的專業知識。他們的業務遍及多個不同的市場,這一點更是難能可貴。」 Synchron 公司向全球各地的客戶供貨,如果有一家合作夥伴在德國和新加坡都能迅速地交付零件,他們會非常滿意。Derk Wilton 很快便確信:「Festo 的工作風格跟我們是一樣的。與一個對專案有信心的夥伴合作,讓人很安心。」
Synchron 公司的開發人員從一開始就得到了 Festo 的大力支援。Festo 公司大客戶經理 Bert Baas 說道:「我們的自動化專家在提取機的開發全程都提供了支援。例如,他們建議使用新的 CPX-E 單元來創造真正的附加價值。這個模組當時根本都還沒上市,就應用在了這個專案中。」
Derk Wilten 表示:「我們所在的行業不會全天候進行生產,原因在於元件和解決方案的開發方式。但 Festo 已在工業 4.0、最佳可用性、服務和預防性維護領域發力。」 提取機現在可以連續運作 8 小時,但也能不停運作 24 小時。它的生產能力已經比目前市場上的同類設備高出八倍。
Niels Kruize 接著說:「實際上,我們建了一個非常小的工廠。最近,我們的一位客戶提供了很寶貴的意見反映。他說:『這太棒了,同時也太簡單了,我簡直不明白為什麼這個東西沒有早點發明出來。』」 Bert Baas 補充道:「這是工業和實驗室自動化相結合的完美案例。」 該提取機的硬體被劃分為不同的功能組,每個功能組的設計都盡可能地簡單和高效。小型工廠配備的是序列驅動裝置,而非並行驅動裝置。驅動裝置負責在移液、漂洗和清洗工位上連續移動和定位微孔板。
提取機執行的程序用於農業中的植物育種。它從切碎的植物材料中提取 DNA。在提取過程的所有階段,Festo 元件都發揮重要的功能。這個過程始於一個可以容納 400 個微孔板的支座,其中 200 個用於輸入,200 個用於輸出。
識別和運輸:SBSI 條碼讀取器可在工序開始時掃描所有微孔板。EGC 電軸與 DRRD 擺動氣缸和 DHPS 夾爪相結合,抓取微孔板,並將其放置在支座上,然後通過運輸系統的不同工作站。
漂洗:加入金屬微球,將 DNA 與其他材料分離。DNA 附著在微球上,而其餘的材料漂浮在微孔板上。然後在多個清洗工位向微孔板添加和抽取液體。EGSC 電動滑台在此過程中降低移液頭。漂洗後,乾淨的 DNA 留在微孔板中,並透過運輸系統被送至最後的處理步驟,即 DNA 提取。
提取:EGC 電軸與 EGSL 電動滑台相結合,負責運送移液頭,以提取 DNA。每個微孔板包含 96 個樣本,從開始到結束需要 20 分鐘,每 2.5 分鐘開始處理一個新的微孔板。
該提取機採用序列和模組化設計,幾乎沒有切換延遲。系統控制採用的是 CPX-E 和具有 IO-Link® 的 VTUG 閥島。其中,CPX-E 設計用做遠端 I/O 系統或具有 EtherCAT 主控制器和運動控制器的 PLC。再搭配 Festo 電力驅動裝置和控制器,這套設備實現了真正的創新。
合作兌現了預期,Niels Kruize 感到非常高興。「這個專案為我們帶來了巨大的附加收益。雙方透過合作成為了真正的夥伴關系。這個專案對兩家公司而言都是一次全新的嘗試:通信技術對我們來說也是新領域。我們相互學習,並且期待未來的進一步合作。」 Bert Baas:「我們與 Synchron 探討了新技術,期待看到它們所帶來的可能性。」