Automatyczne pipetowanieto jeden z najskuteczniejszych sposobów minimalizacji błędów ludzkich, zwiększenia precyzji i dokładności oraz przyspieszenia pracy w laboratorium. Jednak wybór komponentów „niezbędnych” do skutecznej automatyzacji przepływu pracy zależy od celów i zastosowań. W tym artykule omówiono niektóre kluczowe punkty, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze platformy do transportu cieczy dla swojego laboratorium.
Automatyzacja pipetowania to kluczowy krok w usprawnianiu przepływu pracy w laboratorium, pomagający zwiększyć odtwarzalność, wydajność i redukcję błędów. Laboratoria korzystają z technologii zautomatyzowanej obsługi cieczy w różnorodnych zastosowaniach, w tym w przygotowywaniu próbek, ekstrakcji DNA, testach komórkowych i testach ELISA. Platformy te stanowią inwestycję długoterminową i należy je wybierać nie tylko w oparciu o dzisiejsze wymagania, ale także potencjalne przyszłe potrzeby laboratorium. Dzięki temu zostanie wybrana właściwa platforma, która będzie mogła skutecznie służyć laboratorium przez wiele lat.
Pierwsze kroki
Zanim podejmiesz jakąkolwiek decyzję, dobrze przyjrzyj się procesom, które mają zostać zautomatyzowane:
Czy zaczynasz od solidnego procesu?
Automatyzacja obsługi cieczy może znacznie usprawnić ręczny przepływ pracy, ale nie może naprawić testu, który jeszcze nie działa. Podziel przepływ pracy na poszczególne etapy i zastanów się nad potencjalnym wpływem każdego z nich na ogólny przepływ pracy. Na przykład przejście z ręcznie pipetowanego formatu opartego na probówkach na zautomatyzowany przepływ pracy oparty na płytkach o większej gęstości oznacza, że próbki i odczynniki będą znajdować się na urządzeniu przez znacznie dłuższy okres czasu. Jak może to wpłynąć na integralność próbek i odczynników?
Jak zmienią się Twoje potrzeby?
Aby zaoszczędzić pieniądze, kuszące może być zainwestowanie w system, który spełnia tylko bieżące potrzeby Twojego laboratorium, ale w dłuższej perspektywie możesz na tym stracić. Zastanów się, które elementy są niezbędne, a które warto mieć. Dobry zautomatyzowany system obsługi cieczy powinien umożliwiać rekonfigurację, aby w miarę zmieniających się potrzeb można było przyjmować nowe zastosowania i przepływy pracy. Dzięki elastycznemu, modułowemu systemowi wiele elementów bieżącego przepływu pracy można zmienić i unowocześnić.
Czy istnieje gotowe rozwiązanie, które spełni Twoje potrzeby?
Niektóre specjalistyczne stacje robocze zostały zoptymalizowane pod kątem konkretnych zastosowań przy użyciu sprawdzonych protokołów, takich jak ekstrakcja DNA, przygotowanie próbek i hodowla komórkowa. Może to znacznie uprościć proces selekcji i nadal zapewniać użyteczny „podstawowy” komponent do zintegrowania w przyszłości z większym systemem. Gotowe rozwiązania zaprojektowane z myślą o przyszłej integracji i elastyczności są lepsze niż nieelastyczne, „zamknięte” platformy.
Ile masz miejsca i czy wykorzystujesz je efektywnie?
Przestrzeń jest często cennym towarem. Większość systemów transportu cieczy jest obecnie przeznaczona dla wielu użytkowników, co zwiększyło zapotrzebowanie na elastyczność i innowacyjne wykorzystanie przestrzeni. Rozważ wybór zautomatyzowanej platformy, która ma dostęp do przestrzeni pod stołem roboczym, aby dotrzeć na przykład do dodatkowych urządzeń analitycznych lub do przygotowywania próbek itp.
Jak łatwa jest konserwacja i serwis?
Nie zaniedbuj obsługi i konserwacji. Łatwy dostęp dla techników może skrócić przestoje i zakłócenia w pracy.
Wybór odpowiedniego sprzętu
Niezależnie od tego, czy zajmujesz się genomiką, biologią komórki, odkrywaniem leków, diagnostyką molekularną, czy czymś zupełnie innym, odpowiedni system obsługi cieczy może znacznie ułatwić Ci życie. Ważne kwestie obejmują:
Pipetowanie z wyporem powietrza czy cieczy?
Wyporność powietrza jest idealna do dozowania w dużym zakresie objętości, od 0,5 do 1000 μL. Chociaż jest to zgodne tylko z końcówkami jednorazowymi, zwiększa szybkość i produktywność poprzez eliminację dodatkowych kroków związanych z pipetowaniem z wyporem cieczy podczas wymiany cieczy lub płukania systemu. Zmniejsza również ryzyko skażenia krzyżowego i zapewnia bezpieczny sposób postępowania z materiałami radioaktywnymi lub niebezpiecznymi biologicznie.
Wypieranie cieczy jest kompatybilne zarówno z końcówkami stałymi, jak i jednorazowymi i jest preferowaną technologią w przypadku wielokrotnego dozowania objętości mniejszych niż 5 µl. Zmywalne, stałe końcówki stalowe idealnie nadają się do zastosowań, w których konieczne jest przebicie rurki lub wymagane jest pipetowanie pod ciśnieniem dodatnim. Aby uzyskać maksymalną elastyczność, należy rozważyć system obejmujący wypieranie zarówno powietrza, jak i cieczy.
Z jakimi woluminami i formatami pracujesz?
Upewnij się, że platforma obsługuje niezbędne objętości pipetowania i formaty sprzętu laboratoryjnego (probówki i płytki) powszechnie używane w Twoim laboratorium. Należy również rozważyć, czy automatyzacja umożliwi wykorzystanie mniejszych objętości próbek i odczynników, oferując potencjalne oszczędności.
Jakie ramiona do pipetowania wybrać?
Główne typy to 1) pipety o zmiennym kanale — zazwyczaj od 1 do 8 kanałów — które obsługują probówki, płytki i wiele innych formatów sprzętu laboratoryjnego; oraz 2) ramiona wielokanałowe zaprojektowane specjalnie do dozowania na płytki wielodołkowe. Nowoczesne systemy umożliwiają wymianę głowic pipetujących lub płytek adapterów „w locie” – jest to mądry wybór w przypadku protokołów wykorzystujących wiele różnych akcesoriów, takich jak stałe igły, jednorazowe końcówki, narzędzia do szpilek o małej objętości itp.
Czy potrzebujesz ramion robotycznychDododatkowa elastyczność?
Zrobotyzowane ramiona chwytające zapewniają maksymalną elastyczność, przesuwając sprzęt laboratoryjny po blacie roboczym. Ramiona robota, które potrafią szybko zmieniać „palce”, zapewniają maksymalną elastyczność i pewny chwyt zarówno probówek, jak i płytek.
Który typ końcówki pipety zmaksymalizuje powtarzalność?
Jakość końcówki ma kluczowy wpływ na powtarzalność i może wpływać na wydajność systemu. Jednorazowe końcówki są często postrzegane jako najlepszy wybór pozwalający wyeliminować zanieczyszczenie krzyżowe pomiędzy próbkami biologicznymi. Niektórzy dostawcy oferują obecnie także specjalne końcówki o małej objętości, sprawdzone pod kątem niezawodnego dozowania na poziomie mikrolitrów lub submikrolitrów potrzebnych do zastosowań takich jak miniaturyzacja testów. Rozważ zakup końcówek do pipet własnej marki dostawcy rozwiązań z zakresu automatyzacji, aby uzyskać najbardziej wiarygodne wyniki.
Instrumenty wykorzystujące stałe końcówki mogą mieć zalety pod względem kosztów operacyjnych. Stałe stalowe igły często lepiej dosięgają dna głębokich naczyń niż jednorazowe końcówki, a także mogą przekłuwać przegrody. Optymalnie zaprojektowane stacje mycia końcówek zmniejszają ryzyko zanieczyszczenia krzyżowego w tej konfiguracji.
Czy potrzebujesz końcówek z gwarancją sterylności?
Aby zminimalizować ryzyko skażenia, należy używać wyłącznie materiałów eksploatacyjnych oznaczonych jako „sterylne”. Są one produkowane w rygorystycznych warunkach i spełniają standardy pakowania i transportu, które zapewniają sterylność końcówek aż do stołu laboratoryjnego. Produkty oznaczone jako „presterile” są sterylne w momencie opuszczenia producenta, ale później stwarzają wiele okazji do skażenia.
Oprogramowanie ma znaczenie
Oprogramowanie zapewnia interfejs dla osoby konfigurującej i obsługującej oprzyrządowanie, a jego projekt określi, jak łatwo będzie programować i wchodzić w interakcję z systemem w celu konfigurowania przepływów pracy, ustawiania parametrów procesu i dokonywania wyborów dotyczących przetwarzania danych. Ma to również bezpośredni wpływ na ilość szkoleń wymaganych do niezawodnej obsługi systemu. Jeśli nie masz w firmie technika oprogramowania, źle zaprojektowane oprogramowanie, niezależnie od jego mocy, może sprawić, że będziesz zależny od dostawcy lub zewnętrznego specjalisty w zakresie opracowywania dostosowanych protokołów, rozwiązywania problemów i wprowadzania nawet najprostszych zmian w programie. W wielu laboratoriach operator systemu nie jest ekspertem w dziedzinie programowania, a większość zespołów IT nie będzie bezpośrednio zajmować się oprogramowaniem do sterowania przyrządem. W rezultacie konieczne może być oczekiwanie na dostępność konsultantów zewnętrznych, co poważnie ogranicza produktywność i zagraża terminom realizacji projektów.
Punkty do rozważenia
Kluczowe pytania, które należy zadać podczas oceny oprogramowania systemu obsługi cieczy, obejmują:
- Czy operatorzy mogą korzystać z ekranu dotykowego podczas codziennej pracy?
- Czy dostawca posiada bibliotekę istniejących protokołów ułatwiającą programowanie?
- Jakie są możliwości integracji oprogramowania dla urządzeń innych firm?
- Jaki jest zakres biblioteki sterowników urządzeń oferowanej przez dostawcę?
- Czy dostawca ma doświadczenie w zakresie interfejsów LIMS?
- Czy czułbyś się komfortowo programując system samodzielnie?
- Jak łatwo jest operatorom skonfigurować przebiegi bez wiedzy programistycznej?
- Jakich funkcji — np. konfigurowalnych graficznych przewodników ładowania — potrzebujesz i czy są one dostępne?
- Czy łatwo jest ponownie skonfigurować oprogramowanie po zmianie przeznaczenia systemu?
- Czy dostawca może pomóc w zapewnieniu cyberbezpieczeństwa?
Możliwość śledzenia próbek
Pełna identyfikowalność próbek może mieć kluczowe znaczenie dla zgodności z normami i wytycznymi jakości. Etykietowanie kodami kreskowymi wraz z odpowiednim oprogramowaniem uprości śledzenie zarówno próbek, jak i materiałów eksploatacyjnych oraz może zapobiec utracie identyfikowalności. Zautomatyzowane rozwiązania do etykietowania i śledzenia mogą również:
- Wskaż lokalizację akcesoriów laboratoryjnych na pokładzie i w szafkach do przechowywania
- Upewnij się, że etykiety z kodami kreskowymi są prawidłowo nałożone i można je prawidłowo odczytać
- Przyspiesz procesy odczytu kodów kreskowych i pobierania próbek oraz usprawnij integrację oprogramowania pośredniego i LIMS.
Możliwość interwencji
Błędy można łatwo popełnić, ale nie zawsze tak łatwo je naprawić. W wielu systemach automatyki brakuje funkcji „start/stop” lub „cofnij”, co może oznaczać konieczność ponownego uruchomienia programu, jeśli wprowadzisz coś niepoprawnie lub konieczne będzie wstrzymanie procesu. Poszukaj inteligentnego systemu automatyki, który potrafi wykryć, zrozumieć, zgłosić i naprawić błąd, z funkcją start/stop umożliwiającą bezpieczną i łatwą interakcję operatora z obszarem roboczym urządzenia podczas cyklu.
Streszczenie
Zautomatyzowana obsługa cieczy może wyeliminować wiele żmudnych zadań, poprawić produktywność i uwolnić cenny czas na ważniejszą pracę – ale tylko pod warunkiem wdrożenia odpowiednich rozwiązań. Dokładne rozważenie kwestii omówionych w tym artykule pomoże laboratoriom dokonać mądrego wyboru, umożliwiając im czerpanie korzyści z zautomatyzowanej obsługi cieczy oraz uczynienie życia łatwiejszym i bardziej produktywnym.
Czas publikacji: 10 maja 2022 r