التقطير الآلييُعدّ أتمتة سير العمل من أكثر الطرق فعاليةً لتقليل الأخطاء البشرية، وزيادة الدقة، وتسريع سير العمل في المختبر. ومع ذلك، فإن اختيار المكونات الأساسية لأتمتة سير العمل بنجاح في معالجة السوائل يعتمد على أهدافك وتطبيقاتك. تناقش هذه المقالة بعض النقاط الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اختيار منصة معالجة السوائل لمختبرك.
تُعد أتمتة عملية سحب العينات خطوةً أساسيةً في تحسين سير العمل في المختبرات، إذ تُساعد على زيادة إمكانية إعادة الإنتاج، وزيادة الإنتاجية، وتقليل الأخطاء. تعتمد المختبرات على تقنيات مناولة السوائل الآلية في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك تحضير العينات، واستخلاص الحمض النووي، والتحاليل الخلوية، واختبارات الإليزا. تُمثل هذه المنصات استثمارًا طويل الأجل، ويجب اختيارها بناءً على متطلبات اليوم، بالإضافة إلى الاحتياجات المستقبلية المحتملة للمختبر. سيضمن هذا اختيار المنصة المناسبة، والتي ستُمكن المختبر من خدمة أعماله بفعالية لسنوات عديدة قادمة.
الخطوات الأولى
قبل اتخاذ أي قرار، قم بإلقاء نظرة جيدة على العمليات التي سيتم أتمتتها:
هل تبدأ بعملية قوية؟
يمكن لأتمتة مناولة السوائل أن تُحسّن سير العمل اليدوي بشكل كبير، لكنها لا تُصلح اختبارًا لا يعمل بالفعل. قسّم سير عملك إلى خطوات منفصلة، وفكّر في التأثير المُحتمل لكل خطوة على سير العمل ككل. على سبيل المثال، تحويل اختبار من نموذج أنبوبي يدوي إلى نموذج آلي عالي الكثافة قائم على الألواح يعني أن العينات والكواشف ستبقى على سطح الاختبار لفترة أطول بكثير. كيف يُمكن أن يؤثر هذا على سلامة عيناتك وكواشفك؟
كيف ستتغير احتياجاتك؟
لتوفير المال، قد يكون من المغري الاستثمار في نظام يلبي احتياجات مختبرك الحالية فقط، ولكن على المدى البعيد قد تخسر. فكّر في العناصر الأساسية، والعناصر التي يُفضّل امتلاكها. يجب أن يكون نظام معالجة السوائل الآلي الجيد قابلاً لإعادة التهيئة، بحيث يمكنك استيعاب تطبيقات وسير عمل جديدة مع تغير الاحتياجات. باستخدام نظام مرن وقابل للتطوير، يمكنك إعادة توظيف العديد من عناصر سير عملك الحالية وترقيتها.
هل هناك حل جاهز يلبي احتياجاتك؟
تم تحسين بعض محطات العمل المتخصصة لتطبيقات محددة باستخدام بروتوكولات مُجرّبة، مثل استخلاص الحمض النووي، وتحضير العينات، وزراعة الخلايا. هذا من شأنه أن يُبسّط عملية الاختيار بشكل كبير، مع توفير عنصر أساسي مفيد لدمجه في نظام أكبر مستقبلًا. تُفضّل الحلول الجاهزة المُصمّمة مع مراعاة التكامل والمرونة في المستقبل على المنصات "المغلقة" غير المرنة.
ما مقدار المساحة المتوفرة لديك، وهل تستخدمها بكفاءة؟
غالبًا ما تكون المساحة سلعة ثمينة. أصبحت معظم أنظمة مناولة السوائل متعددة المستخدمين، مما زاد من الحاجة إلى المرونة والاستخدام المبتكر للمساحة. فكّر في اختيار منصة آلية يمكنها الوصول إلى المساحة أسفل طاولة العمل للوصول، على سبيل المثال، إلى أجهزة تحليلية أو أجهزة تحضير عينات إضافية، وما إلى ذلك.
ما مدى سهولة الصيانة والخدمة؟
لا تُغفل الصيانة الدورية. سهولة وصول الفنيين تُقلل من وقت التوقف عن العمل وانقطاع سير العمل.
اختيار الأجهزة المناسبة
سواء كنت تعمل في مجال علم الجينوم، أو بيولوجيا الخلايا، أو اكتشاف الأدوية، أو التشخيص الجزيئي، أو أي مجال آخر تمامًا، فإن نظام معالجة السوائل المناسب يُمكن أن يُسهّل حياتك كثيرًا. من الاعتبارات المهمة ما يلي:
أنابيب الإزاحة بالهواء أو السائل؟
يُعدّ نظام إزاحة الهواء مثاليًا لتوزيع كميات كبيرة، من 0.5 إلى 1000 ميكرولتر. ورغم توافقه مع رؤوس الحقن التي تُستخدم لمرة واحدة فقط، إلا أنه يزيد من السرعة والإنتاجية من خلال الاستغناء عن الخطوات الإضافية المرتبطة بتوزيع السوائل باستخدام نظام إزاحة الهواء عند تغيير السوائل أو تنظيف النظام. كما أنه يقلل من خطر التلوث المتبادل، ويوفر طريقة آمنة للتعامل مع المواد المشعة أو الخطرة بيولوجيًا.
تتوافق تقنية إزاحة السوائل مع كلٍّ من الرؤوس الثابتة والمُستعملة لمرة واحدة، وهي التقنية المُفضّلة لتوزيع كميات متعددة تقل عن 5 ميكرولتر. تُعدّ الرؤوس الفولاذية الثابتة القابلة للغسل مثاليةً للتطبيقات التي تتطلب ثقب الأنابيب أو استخدام الماصات ذات الضغط الإيجابي. لتحقيق أقصى قدر من المرونة، يُنصح باستخدام نظام يشمل إزاحة الهواء والسائل معًا.
ما هي الأحجام والأشكال التي تعمل بها؟
تأكد من قدرة المنصة على التعامل مع أحجام الماصات اللازمة وأشكال أدوات المختبر (الأنابيب والألواح) المستخدمة عادةً في مختبرك. فكّر أيضًا فيما إذا كانت الأتمتة ستسمح باستخدام أحجام أصغر من العينات والكواشف، مما يُتيح توفيرًا محتملًا في التكاليف.
ما هي أذرع التقطير التي يجب عليك اختيارها؟
الأنواع الرئيسية هي ١) ماصات ذات قنوات متغيرة - عادةً ما تكون من قناة واحدة إلى ثماني قنوات - قادرة على التعامل مع الأنابيب والصفائح والعديد من أشكال أدوات المختبر الأخرى؛ و٢) أذرع متعددة القنوات مصممة خصيصًا لتوزيع الماصات في صفائح متعددة الآبار. تتيح الأنظمة الحديثة تغيير رؤوس الماصات أو صفائح التهييئ "فوريًا" - وهو خيار حكيم للبروتوكولات التي تستخدم العديد من الملحقات المختلفة، مثل الإبر الثابتة، والأطراف التي تُستخدم لمرة واحدة، وأدوات الدبابيس منخفضة الحجم، إلخ.
هل تحتاج إلى أذرع روبوتية؟لمرونة اضافية؟
توفر أذرع القابض الروبوتية أقصى مرونة من خلال تحريك معدات المختبر حول سطح العمل. تضمن الأذرع الروبوتية، القادرة على تحريك أصابعها بسرعة، أقصى مرونة وإمساكًا محكمًا للأنابيب والألواح.
ما هو نوع رأس الماصة الذي سيزيد من إمكانية إعادة الإنتاج؟
جودة رأس الماصة عاملٌ أساسيٌّ في إمكانية إعادة الإنتاج، وقد تُؤثر على أداء النظام. غالبًا ما تُعتبر رؤوس الماصة التي تُستخدم لمرة واحدة الخيار الأمثل لمنع التلوث المتبادل بين العينات البيولوجية. كما يُقدّم بعض المُورّدين الآن رؤوسًا خاصة منخفضة الحجم، مُعتمدة لتوزيع موثوق عند مستويات الميكرولتر أو دون الميكرولتر اللازمة لتطبيقات مثل تصغير حجم العينات. فكّر في شراء رؤوس الماصة من العلامة التجارية الخاصة بمورّد الأتمتة لضمان الحصول على نتائج دقيقة.
قد تتمتع الأدوات ذات الرؤوس الثابتة بمزايا من حيث التكلفة التشغيلية. إذ غالبًا ما تصل الإبر الفولاذية الثابتة إلى قاع الأوعية العميقة بشكل أفضل من الرؤوس التي تُستخدم لمرة واحدة، كما يمكنها اختراق الحواجز. وتُقلل محطات غسل الرؤوس المصممة بشكل مثالي من خطر التلوث المتبادل بفضل هذا النظام.
هل تحتاج إلى نصائح مضمونة التعقيم؟
لتقليل خطر التلوث، استخدم فقط المواد الاستهلاكية التي تحمل علامة "معقمة". تُصنع هذه المواد في ظروف صارمة وتتوافق مع معايير التعبئة والنقل التي تضمن تعقيم أطرافها حتى وصولها إلى طاولة المختبر. المنتجات التي تحمل علامة "غير معقمة" تكون معقمة عند خروجها من المصنع، ولكنها معرضة للتلوث لاحقًا.
البرمجيات مهمة
يوفر البرنامج واجهة مع الشخص الذي يقوم بإعداد وتشغيل الأجهزة، وسيحدد تصميمه مدى سهولة برمجة النظام والتفاعل معه لتكوين سير العمل، وتعيين معلمات العملية، واتخاذ خيارات معالجة البيانات. كما أن له تأثيرًا مباشرًا على مقدار التدريب المطلوب لتشغيل النظام بثقة. ما لم يكن لديك فني برمجيات داخلي، فإن البرامج المصممة بشكل سيئ، بغض النظر عن مدى قوتها، يمكن أن تجعلك تعتمد على البائع أو متخصص خارجي لتطوير بروتوكولات مخصصة، واستكشاف المشكلات وإصلاحها، وإجراء حتى أبسط تغييرات البرمجة. في العديد من المختبرات، لا يكون مشغل النظام خبيرًا في البرمجة، ولن تتدخل معظم فرق تكنولوجيا المعلومات بشكل مباشر في برنامج التحكم في الأجهزة. نتيجة لذلك، قد تضطر إلى انتظار توفر مستشارين خارجيين، مما يعيق الإنتاجية بشكل خطير ويعرض الجداول الزمنية للمشروع للخطر.
نقاط يجب مراعاتها
تتضمن الأسئلة الرئيسية التي يجب طرحها عند تقييم برنامج نظام معالجة السوائل ما يلي:
- هل يمكن للمشغلين التفاعل مع شاشة اللمس للعمليات اليومية؟
- هل يمتلك البائع مكتبة من البروتوكولات الموجودة لتبسيط البرمجة؟
- ما هي إمكانيات تكامل البرامج لأجهزة الطرف الثالث؟
- ما هو مدى مكتبة برامج تشغيل الأجهزة التي يقدمها البائع؟
- هل البائع لديه خبرة في واجهة LIMS؟
- هل ستكون مرتاحًا لبرمجة النظام بنفسك؟
- ما مدى سهولة قيام المشغلين بإعداد عملياتهم دون خبرة في البرمجة؟
- ما هي الميزات التي تحتاجها، مثل أدلة التحميل الرسومية القابلة للتخصيص، وهل هي متوفرة؟
- هل من السهل إعادة تكوين البرنامج عند إعادة استخدام النظام؟
- هل يمكن للبائع المساعدة في ضمان الأمن السيبراني؟
إمكانية تتبع العينة
يُعدّ تتبع العينات بالكامل أمرًا أساسيًا للامتثال لمعايير الجودة وإرشاداتها. يُسهّل وضع العلامات باستخدام الباركود، مع استخدام البرامج المناسبة، تتبع العينات والمواد الاستهلاكية، ويمنع فقدان إمكانية التتبع. كما تُمكّن حلول وضع العلامات والتتبع الآلية من:
- حدد موقع المعدات المخبرية على السطح وفي وحدات التخزين
- تأكد من أن ملصقات الباركود مثبتة بشكل صحيح ويمكن قراءتها بشكل صحيح
- تسريع عمليات قراءة الباركود واختيار العينات، وتبسيط تكامل البرامج الوسيطة ونظام إدارة معلومات المختبر (LIMS).
خيار التدخل
الأخطاء سهلة الوقوع، ولكن ليس من السهل دائمًا إصلاحها. تفتقر العديد من أنظمة الأتمتة إلى وظيفتي "البدء/الإيقاف" أو "التراجع"، مما قد يعني ضرورة إعادة تشغيل البرنامج إذا أدخلتَ بيانات خاطئة أو احتجتَ إلى إيقاف عملية مؤقتًا. ابحث عن نظام أتمتة ذكي قادر على اكتشاف الأخطاء وفهمها والإبلاغ عنها ومعالجتها، مع وظيفة "البدء/الإيقاف" التي تتيح تفاعلًا آمنًا وسهلًا للمشغل مع منطقة عمل الجهاز أثناء التشغيل.
ملخص
يمكن أن تُغني مناولة السوائل الآلية عن العديد من المهام المُرهقة، مما يُحسّن الإنتاجية ويُوفر وقتًا ثمينًا لأعمال أكثر أهمية، ولكن فقط بتطبيق الحلول المناسبة. إن دراسة النقاط التي نوقشت في هذه المقالة بعناية تُساعد المختبرات على الاختيار بحكمة، مما يُتيح لها الاستفادة من مناولة السوائل الآلية وجعل العمل أسهل وأكثر إنتاجية.
وقت النشر: ١٠ مايو ٢٠٢٢