Hạt giống chính là loại "vàng" mới. Như thế nào? Thực phẩm có nguồn gốc thực vật đang nuôi sống dân số thế giới đang ngày càng tăng lên. Nhưng biến đổi khí hậu, sâu bệnh và dịch bệnh đang đe dọa việc nhân giống cây trồng. Để có thể phát triển hạt giống kháng bệnh và cung cấp cho nông nghiệp, các nhà nghiên cứu nhân giống cây trồng cần một lượng lớn DNA. Synchron Lab đã phát triển "Nhà máy DNA" cho mục đích này - được tự động hóa với các cổng xử lý, trục điện, bộ kẹp khí nén và cảm biến từ Festo.
Thực tế, hệ thống có thể tách chiết 40.000 mẫu DNA trong 24 giờ. Do đó, nó đáp ứng các yêu cầu ngày càng tăng trong tự động hóa phòng thí nghiệm để đạt năng suất cao. Nhu cầu về các mẫu DNA từ lâu đã cao đến mức người ta không thể triển khai đủ trợ lý phòng thí nghiệm để cung cấp số lượng này. Chưa kể chi phí nhân công. Nhờ hệ thống, trợ lý phòng thí nghiệm trình độ cao có thể tập trung vào năng lực cốt lõi của mình là phân tích kết quả.
Các trợ lý phòng thí nghiệm có kinh nghiệm có thể tiến hành tách chiết DNA từ hai đĩa microtiter theo cách thủ công mỗi ngày. Có thể đạt số lượng tám tấm microtiter mỗi ngày với các hệ thống để bàn tự động nhỏ. Với "nhà máy DNA" mới mẻ từ Synchron Lab, công suất lên 400 tấm microtiter mỗi ngày là có thể. Chỉ cần một người vận hành để tải và dỡ các tấm microtiter.
"Các phòng thí nghiệm vẫn còn phần nào hoài nghi về tự động hóa. Do đó, điều quan trọng là nhân viên phòng thí nghiệm luôn có thể nhận thấy những gì đang diễn ra trong nhà máy,” Glenn Dukel, giám đốc phát triển dự án và kinh doanh tại Synchron b. Các nhà khoa học tạo giống cây trồng đã tham gia vào quá trình phát triển và phần mềm vận hành cũng được thiết kế trực quan nhất có thể – chẳng hạn như với các chi tiết kéo và thả.
Máy tách chiết DNA từ nguyên liệu thực vật đã được nghiền nhỏ. Điểm bắt đầu của quy trình là một ổ đĩa microtiter có thể chứa tới 400 tấm - 200 tấm cho đầu vào và đầu ra. Khi bắt đầu chạy, đầu đọc mã vạch SBSI của Festo quét tất cả các tấm microtiter. Các trục điện loại EGC kết hợp với bộ truyền động xoay DRRD và bộ kẹp khí nén DHPS sẽ gắp các tấm microtiter và đặt chúng trên giá đỡ phôi. Các giá đỡ này sẽ được di chuyển từ trạm này sang trạm khác trên hệ thống vận chuyển.
Để tách DNA khỏi các vật liệu khác, ở trạm đầu tiên, các hạt vi mô kim loại được mã hóa còn gọi là hạt từ tính được thêm vào mẫu ly giải. DNA sẽ gắn vào đó, trong khi phần còn lại của vật liệu trôi nổi trong tấm microtiter. Với mục đích này, dung dịch đệm làm từ isopropanol tinh khiết được hút từ bình chứa xoay có nam châm phủ silic và được bơm vào tấm microtiter. Quá trình rửa DNA bắt đầu bằng cách này.
Các đầu pipet được di chuyển trong trục X thông qua hệ mặt phẳng EXCH và trong trục Z thông qua trục EGC-HD điện với độ cứng cần thiết. Ở đây, bộ truyền động điện với động cơ servo EMMT-AS cũng giúp đảm bảo chuỗi chuyển động chính xác. Những động cơ servo này được thiết kế cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe và năng động, với đặc trưng là khả năng điều khiển rất tốt và độ chính xác của đường đi trong các nhiệm vụ định vị. Giải pháp một cáp tiết kiệm không gian giúp giảm công sức lắp đặt.
Trạm thứ hai và thứ ba được sử dụng cho quá trình rửa. Dung dịch đệm kết dính được hút ở trạm thứ hai. Nam châm cùng với dung dịch đệm tạo một vòng tròn. DNA còn lại trong tấm microtiter.
Ở trạm thứ ba, dung dịch đệm isopropanol giải phóng DNA khỏi muối và ethanol. Đầu phân phối VTOI của Festo được sử dụng ở đây. Đây là đầu phân phối 8 kênh có thể điều khiển hiệu quả dành cho các tấm microtiter - chỉ cần trang bị một van cho tám đầu ra. Với VTOI, chất lỏng có thể được phân phối và hút trong phạm vi µl nhỏ nhất. Quá trình này được lặp lại bốn lần.
Ở trạm thứ tư, DNA được tách ra khỏi hạt bằng dung dịch đệm rửa trôi. Bốn tấm microtiter liên tục trải qua quá trình này cùng lúc, điều đó có nghĩa là hệ thống đạt được lợi thế kinh tế nhờ quy mô so với các hệ thống khác. Trục ELGC được sử dụng theo hướng X và hệ truyền động EGSC theo hướng Y. Tương tự như vậy, bộ kẹp khí nén DHPS để nâng các tấm microtiter và bộ truyền động xoay DRRD để di chuyển các tấm.
Dukel cho biết thêm: "Điều quan trọng đối với chúng tôi là có một đối tác tự động hóa đồng hành cùng chúng tôi cho dự án này, đại diện cho chất lượng và độ tin cậy cao cũng như sẵn có trên toàn thế giới. Chúng tôi quyết định chọn công nghệ tự động hóa của Festo theo phương châm "Chỉ có thể là thứ tốt nhất", slogan của một thương hiệu ô tô nổi tiếng.”
Trên thực tế, hệ thống có tính tự động hóa cao mang dấu ấn của một nhà máy ô tô – với năng suất và tính cấu trúc mô đun cao. Do đó, Synchron Lab đặt ra tiêu chuẩn vàng trong việc tách chiết DNA, cho phép các nhà sản xuất hạt giống trong tương lai đáp ứng nhu cầu to lớn về nông nghiệp trên toàn cầu.
Synchron đã phát triển các giải pháp tùy chỉnh để tự động hóa phòng thí nghiệm và chuyên về xử lý tự động chất lỏng. Synchron có tiếng là một công ty tiến bộ và sáng tạo trong ngành. Từ năm 1985, công ty đã phát triển các sản phẩm tùy chỉnh theo đơn hàng dựa trên mối quan hệ khăng khít với các nhà sản xuất thiết bị phòng thí nghiệm. Các sản phẩm của công ty, cả phần mềm và phần cứng, đang được sử dụng ở nhiều phòng thí nghiệm trên khắp Châu Âu. Synchron có kiến thức chuyên môn trong mọi lĩnh vực tự động hóa và nhiều kinh nghiệm trong việc phát triển, tiếp thị tự động hóa robot linh hoạt.
Các chuyên gia tự động hóa phòng thí nghiệm của chúng tôi viết cho bạn.