Naar slimme en veilige labprocessen

Mon Aug 15 2022

08 15

Naar slimme en veilige labprocessen

28/06/2022

Door Ad Spijkers

Drukgestuurde vloeistofbehandelingssystemen van Festo kunnen analyses in laboratoria versnellen.


     

In laboratoria vereist de verwerking van de kleinste hoeveelheden vloeistof tot in het microliterbereik hoge precisie en flexibiliteit gezien de veranderende vloeistofeigenschappen van verschillende media. Drukgestuurde vloeistofverwerkingssystemen maken nauwkeurige, schaalbare vloeistofverwerking mogelijk.

Festo heeft hier een aantal oplossingen voor – of het nu gaat om pipetteren, doseren of opzuigen. Er zijn losse modules voor, zoals de slimme pipetteerkop DHOP, maar ook een compleet meerassige portaal (EXCL), dat dankzij twee Z-assen meerdere taken tegelijk kan verwerken.

Vloeistofbehandeling

Of het nu gaat om in-vitrodiagnostiek of farmaceutica, veel life science toepassingen zijn afhankelijk van nauwkeurige en herhaalbare vloeistofbehandeling. Monstervoorbereidingsprocessen omvatten vaak het pipetteren van patiëntmonsters, het doseren en opzuigen van reagentia in het microliterbereik, en dat allemaal met een hoge doorvoer. Geautomatiseerde vloeistofverwerkingsrobots gaan deze uitdaging aan, maar zijn duur en bevatten vaak onnodige functies.

Drukgestuurde vloeistofbehandelingssystemen bieden een alternatief. Ze bieden een eenvoudige, snelle en economische manier om vloeistofvolumes in de microliter- tot milliliterschaal nauwkeurig en betrouwbaar te verwerken. Dit gebeurt door subprocessen te automatiseren en te koppelen en indien nodig uit te rusten met de juiste kinematica.

Intelligent pipetteren

Bij het pipetteren van gevoelige patiëntmonsters is het belangrijk om bij het vullen van de microtiterplaten contaminatie en DNA-vermenging te vermijden. De intelligente pipetteerkop DHOP met de fijn afgestemde setup van disposable pipetteertips DHAP van Festo zorgt voor betrouwbare pipetteerresultaten.

De 'plug and work' oplossing is een pipet met proportionele regeling in gesloten regelkring met behulp van piëzo-technologie. Veel geïntegreerde functies optimaliseren de procesbetrouwbaarheid en vereenvoudigen de bediening. Hierdoor kan de slimme pipetkop het doelvolume automatisch instellen - ongeacht verschillende vloeistoffen binnen het gespecificeerde bereik. Functies zoals het oppakken, herkennen en laten vallen van de wegwerppipettips of feedback over het gepipetteerde volume zijn al in het systeem geïmplementeerd.

Efficiënt doseren en opzuigen

In de volgende stap van het proces worden reagentia aan de patiëntmonsters toegevoegd. Doseren met een doseerkop in het 9 mm raster van de microtiterplaten is meestal efficiënter en verkort de procestijd. In deze processtap worden verschillende of identieke vloeistoffen verdeeld. Hiervoor is de drukgestuurde doseerkop VTOE geschikt: met maximaal acht kanalen biedt hij vele toepassingsmogelijkheden voor het nauwkeurig doseren van verschillende vloeistoffen en vulhoeveelheden.

Daarentegen verdeelt de doseerkop VTOI slechts één vloeistof. Alle acht uitgangen worden aangestuurd met slechts één ventiel. Hierdoor zijn grotere stromen mogelijk. Door zijn ontwerp kan hij ook zo worden opgesteld dat 12 kleppen 96 velden kunnen doseren. Bij het werken met antigenen of bij celkweek moeten vloeistoffen keer op keer snel en betrouwbaar worden opgezogen. Ook hiervoor is de doseerkop VTOI geschikt omdat deze met vacuüm bediend kan worden.

Klaar voor installatie

Vloeistofbehandeling in laboratoria hangt af van betrouwbaarheid, precisie en compacte afmetingen. In plaats van alleen met afzonderlijke modules te werken, kunnen gebruikers ook vertrouwen op kant-en-klare subsystemen door aanvullende handlingsystemen te integreren. Een dergelijke oplossing vermindert de engineeringsinspanning en verhoogt de productiviteit, omdat alle componenten op elkaar zijn afgestemd.

Een voorbeeld hiervan is het EXCL portaal met een kleine footprint en bewegings-/motorbesturing op basis van een geïntegreerde printplaat. Met dit portaal (foto) kunnen verschillende taken in één gemeenschappelijke werkrtuimte worden gerealiseerd.. De functionaliteit van het systeem kan verder worden uitgebreid met twee Z-assen die onafhankelijk van elkaar kunnen worden bewogen. Dit maakt het ideaal voor analyseprocessen waarbij het openen van monstervaatjes en het pipetteren van vloeistofmonsters in dezelfde werkruimte moeten plaatsvinden.

Foto: Festo