Αυτοματοποιημένη πιπέταείναι ένας από τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους για την ελαχιστοποίηση του ανθρώπινου λάθους, την αύξηση της ακρίβειας και της ορθότητας και την επιτάχυνση της ροής εργασίας ενός εργαστηρίου. Ωστόσο, η απόφαση για τα «απαραίτητα» εξαρτήματα για την επιτυχημένη αυτοματοποίηση της ροής εργασίας και τη διαχείριση υγρών εξαρτάται από τους στόχους και τις εφαρμογές σας. Αυτό το άρθρο συζητά ορισμένα από τα βασικά σημεία που πρέπει να λάβετε υπόψη όταν επιλέγετε μια πλατφόρμα διαχείρισης υγρών για το εργαστήριό σας.
Η αυτοματοποίηση της πιπετοποίησης αποτελεί βασικό βήμα για τη βελτίωση των εργαστηριακών ροών εργασίας, συμβάλλοντας στην αύξηση της αναπαραγωγιμότητας, στην ενίσχυση της απόδοσης και στη μείωση των σφαλμάτων. Τα εργαστήρια εξαρτώνται από αυτοματοποιημένες τεχνολογίες χειρισμού υγρών για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, όπως η προετοιμασία δειγμάτων, η εξαγωγή DNA, οι κυτταρικές δοκιμασίες και οι δοκιμές ELISA. Αυτές οι πλατφόρμες αποτελούν μακροπρόθεσμη επένδυση και θα πρέπει να επιλέγονται όχι μόνο με βάση τις σημερινές απαιτήσεις, αλλά και τις πιθανές μελλοντικές ανάγκες του εργαστηρίου. Αυτό θα διασφαλίσει ότι θα επιλεγεί η σωστή πλατφόρμα και θα μπορεί να εξυπηρετήσει αποτελεσματικά το εργαστήριο για πολλά χρόνια.
Πρώτα βήματα
Πριν πάρετε οποιεσδήποτε αποφάσεις, ρίξτε μια καλή ματιά στις διαδικασίες που πρόκειται να αυτοματοποιηθούν:
Ξεκινάτε με μια δυναμική διαδικασία;
Ο αυτοματισμός χειρισμού υγρών μπορεί να βελτιώσει σημαντικά μια χειροκίνητη ροή εργασίας, αλλά δεν μπορεί να διορθώσει μια δοκιμασία που δεν λειτουργεί ήδη. Χωρίστε τη ροή εργασίας σας σε μεμονωμένα βήματα και σκεφτείτε τον πιθανό αντίκτυπο καθενός από αυτά στη συνολική ροή εργασίας. Για παράδειγμα, η μετάβαση μιας δοκιμασίας από μια χειροκίνητη μορφή με πιπέτα, βασισμένη σε σωλήνα, σε μια αυτοματοποιημένη ροή εργασίας υψηλότερης πυκνότητας, βασισμένη σε πλάκα σημαίνει ότι τα δείγματα και τα αντιδραστήρια θα βρίσκονται στο κατάστρωμα για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Πώς μπορεί αυτό να επηρεάσει την ακεραιότητα των δειγμάτων και των αντιδραστηρίων σας;
Πώς θα αλλάξουν οι ανάγκες σας;
Για να εξοικονομήσετε χρήματα, μπορεί να είναι δελεαστικό να επενδύσετε σε ένα σύστημα που καλύπτει μόνο τις τρέχουσες ανάγκες του εργαστηρίου σας, αλλά μακροπρόθεσμα θα μπορούσατε να χάσετε. Σκεφτείτε ποια στοιχεία είναι απαραίτητα και ποια θα ήταν καλό να έχετε. Ένα καλό αυτοματοποιημένο σύστημα χειρισμού υγρών θα πρέπει να είναι αναδιαμορφώσιμο, ώστε να μπορείτε να αναλαμβάνετε νέες εφαρμογές και ροές εργασίας καθώς αλλάζουν οι ανάγκες. Με ένα ευέλικτο, αρθρωτό σύστημα, πολλά στοιχεία των τρεχουσών ροών εργασίας σας μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν και να αναβαθμιστούν.
Υπάρχει κάποια έτοιμη λύση που να καλύπτει τις ανάγκες σας;
Ορισμένοι εξειδικευμένοι σταθμοί εργασίας έχουν βελτιστοποιηθεί για συγκεκριμένες εφαρμογές με αποδεδειγμένα πρωτόκολλα, όπως η εξαγωγή DNA, η προετοιμασία δειγμάτων και η κυτταροκαλλιέργεια. Αυτό θα μπορούσε να απλοποιήσει σημαντικά τη διαδικασία επιλογής σας και να σας παρέχει ένα χρήσιμο «βασικό» στοιχείο για ενσωμάτωση σε ένα μεγαλύτερο σύστημα στο μέλλον. Οι έτοιμες λύσεις που έχουν σχεδιαστεί με γνώμονα τη μελλοντική ενσωμάτωση και ευελιξία είναι προτιμότερες από τις άκαμπτες, «κλειστές» πλατφόρμες.
Πόσο χώρο έχετε και τον χρησιμοποιείτε αποτελεσματικά;
Ο χώρος είναι συχνά ένα πολύτιμο αγαθό. Τα περισσότερα συστήματα χειρισμού υγρών είναι πλέον πολλαπλών χρηστών, γεγονός που έχει αυξήσει τη ζήτηση για ευελιξία και καινοτόμο χρήση του χώρου. Εξετάστε το ενδεχόμενο να επιλέξετε μια αυτοματοποιημένη πλατφόρμα που μπορεί να έχει πρόσβαση στον χώρο κάτω από το τραπέζι εργασίας για να προσεγγίσετε, για παράδειγμα, πρόσθετες αναλυτικές συσκευές ή συσκευές προετοιμασίας δειγμάτων κ.λπ.
Πόσο εύκολο είναι να το συντηρήσεις και να το σέρβις;
Μην παραβλέπετε την επισκευή και τη συντήρηση. Η εύκολη πρόσβαση των τεχνικών μπορεί να μειώσει τον χρόνο διακοπής λειτουργίας και τις διακοπές στη ροή εργασίας σας.
Επιλέγοντας το σωστό υλικό
Είτε εργάζεστε στη γονιδιωματική, την κυτταρική βιολογία, την ανακάλυψη φαρμάκων, τη μοριακή διαγνωστική ή κάτι εντελώς διαφορετικό, το σωστό σύστημα χειρισμού υγρών μπορεί να κάνει τη ζωή σας πολύ πιο εύκολη. Σημαντικές παραμέτρους περιλαμβάνουν:
Πιπετοποίηση με εκτόπιση αέρα ή υγρού;
Η εκτόπιση αέρα είναι ιδανική για χορήγηση σε μεγάλο εύρος όγκου, από 0,5 έως 1.000 μL. Παρόλο που είναι συμβατή μόνο με ρύγχη μιας χρήσης, αυξάνει την ταχύτητα και την παραγωγικότητα εξαλείφοντας τα επιπλέον βήματα που σχετίζονται με την πιπέτα εκτόπισης υγρού κατά την αλλαγή υγρών ή την έκπλυση του συστήματος. Μειώνει επίσης τον κίνδυνο διασταυρούμενης μόλυνσης και παρέχει έναν ασφαλή τρόπο χειρισμού ραδιενεργών ή βιολογικά επικίνδυνων υλικών.
Η εκτόπιση υγρού είναι συμβατή τόσο με σταθερά όσο και με αναλώσιμα ρύγχη και αποτελεί την προτιμώμενη τεχνολογία για πολλαπλές δόσεις όγκου κάτω των 5 μL. Τα πλενόμενα σταθερά χαλύβδινα ρύγχη είναι ιδανικά για εφαρμογές όπου χρειάζεται να τρυπηθούν οι σωλήνες ή απαιτείται πιπέτα θετικής πίεσης. Για μέγιστη ευελιξία, εξετάστε ένα σύστημα που περιλαμβάνει εκτόπιση αέρα και υγρού.
Με ποιους τόμους και μορφές εργάζεστε;
Βεβαιωθείτε ότι η πλατφόρμα μπορεί να χειριστεί τους απαραίτητους όγκους πιπέτας και τις μορφές εργαστηριακού εξοπλισμού (σωλήνες και πλάκες) που χρησιμοποιούνται συνήθως στο εργαστήριό σας. Επίσης, εξετάστε εάν ο αυτοματισμός θα επιτρέψει τη χρήση μικρότερων όγκων δειγμάτων και αντιδραστηρίων, προσφέροντας πιθανή εξοικονόμηση κόστους.
Ποιους βραχίονες πιπέτας πρέπει να επιλέξετε;
Οι κύριοι τύποι είναι 1) πιπέτες μεταβλητού καναλιού—γενικά 1 έως 8 καναλιών—που μπορούν να χειριστούν σωλήνες, πλάκες και πολλές άλλες μορφές εργαστηριακού εξοπλισμού· και 2) βραχίονες πολλαπλών καναλιών σχεδιασμένοι ειδικά για χορήγηση σε πλάκες πολλαπλών φρεατίων. Τα σύγχρονα συστήματα επιτρέπουν την άμεση αλλαγή κεφαλών πιπέτας ή πλακών προσαρμογέα—μια σοφή επιλογή για πρωτόκολλα που χρησιμοποιούν πολλά διαφορετικά αξεσουάρ, όπως σταθερές βελόνες, άκρες μιας χρήσης, εργαλεία ακίδων χαμηλού όγκου κ.λπ.
Χρειάζεστε ρομποτικά χέριαγιαεπιπλέον ευελιξία;
Οι ρομποτικοί βραχίονες λαβής παρέχουν μέγιστη ευελιξία μετακινώντας τον εργαστηριακό εξοπλισμό γύρω από το δάπεδο εργασίας. Οι ρομποτικοί βραχίονες που μπορούν να αλλάζουν γρήγορα τα «δάχτυλά» τους εξασφαλίζουν μέγιστη ευελιξία και ασφαλή λαβή τόσο για τους σωλήνες όσο και για τις πλάκες.
Ποιος τύπος ακροφυσίου πιπέτας θα μεγιστοποιήσει την αναπαραγωγιμότητα;
Η ποιότητα των ρυγχών αποτελεί βασικό παράγοντα για την αναπαραγωγιμότητα και μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την απόδοση του συστήματος. Τα ρύγχη μιας χρήσης συχνά θεωρούνται η καλύτερη επιλογή για την εξάλειψη της διασταυρούμενης μόλυνσης μεταξύ βιολογικών δειγμάτων. Ορισμένοι προμηθευτές προσφέρουν επίσης πλέον ειδικά ρύγχη χαμηλού όγκου, επικυρωμένα για αξιόπιστη χορήγηση στα επίπεδα μικρολίτρων ή υπομικρολίτρων που απαιτούνται για εφαρμογές όπως η σμίκρυνση των δοκιμασιών. Εξετάστε το ενδεχόμενο αγοράς ρυγχών πιπέτας της ίδιας μάρκας του προμηθευτή αυτοματισμού για να διασφαλίσετε ότι θα λάβετε τα πιο αξιόπιστα αποτελέσματα.
Τα εργαλεία που χρησιμοποιούν σταθερά άκρα μπορεί να έχουν πλεονεκτήματα όσον αφορά το λειτουργικό κόστος. Οι σταθερές χαλύβδινες βελόνες μπορούν συχνά να φτάσουν στον πυθμένα βαθιών δοχείων καλύτερα από τα άκρα μιας χρήσης και μπορούν επίσης να διατρήσουν τα διαφράγματα. Οι σταθμοί πλύσης ακροφυσίων με βέλτιστο σχεδιασμό μειώνουν τον κίνδυνο διασταυρούμενης μόλυνσης με αυτήν τη διάταξη.
Χρειάζεστε συμβουλές που είναι εγγυημένα αποστειρωμένες;
Για να ελαχιστοποιήσετε τον κίνδυνο μόλυνσης, χρησιμοποιείτε μόνο αναλώσιμα που φέρουν την ένδειξη «αποστειρωμένα». Αυτά κατασκευάζονται υπό αυστηρές συνθήκες και συμμορφώνονται με τα πρότυπα συσκευασίας και μεταφοράς που διασφαλίζουν την αποστείρωση των ακροφυσίων μέχρι τον πάγκο του εργαστηρίου. Τα προϊόντα που φέρουν την ένδειξη «προ-αποστειρωμένα» είναι αποστειρωμένα όταν φεύγουν από τον κατασκευαστή, αλλά αντιμετωπίζουν πολλές πιθανότητες μόλυνσης αργότερα.
Λογισμικό που έχει σημασία
Το λογισμικό παρέχει τη διεπαφή με το άτομο που εγκαθιστά και χειρίζεται τα όργανα και ο σχεδιασμός του θα καθορίσει πόσο εύκολο είναι να προγραμματιστεί και να αλληλεπιδράσει με το σύστημα για να διαμορφώσει τις ροές εργασίας, να ορίσει τις παραμέτρους της διαδικασίας και να κάνει επιλογές χειρισμού δεδομένων. Έχει επίσης άμεση σχέση με το πόση εκπαίδευση απαιτείται για να λειτουργήσει το σύστημα με σιγουριά. Εκτός αν έχετε έναν τεχνικό λογισμικού εσωτερικά, το κακώς σχεδιασμένο λογισμικό, ανεξάρτητα από το πόσο ισχυρό, μπορεί να σας αφήσει εξαρτημένους από τον προμηθευτή ή έναν εξωτερικό ειδικό για να αναπτύξετε προσαρμοσμένα πρωτόκολλα, να αντιμετωπίσετε προβλήματα και να κάνετε ακόμη και τις πιο απλές αλλαγές προγραμματισμού. Σε πολλά εργαστήρια, ο χειριστής του συστήματος δεν είναι ειδικός στον προγραμματισμό και οι περισσότερες ομάδες IT δεν θα ασχοληθούν άμεσα με το λογισμικό ελέγχου οργάνων. Ως αποτέλεσμα, μπορεί να χρειαστεί να περιμένετε να είναι διαθέσιμοι εξωτερικοί σύμβουλοι, εμποδίζοντας σοβαρά την παραγωγικότητα και θέτοντας σε κίνδυνο τα χρονοδιαγράμματα του έργου.
Σημεία που πρέπει να ληφθούν υπόψη
Βασικά ερωτήματα που πρέπει να τεθούν κατά την αξιολόγηση λογισμικού συστήματος χειρισμού υγρών περιλαμβάνουν:
- Μπορούν οι χειριστές να αλληλεπιδρούν με μια οθόνη αφής για καθημερινή λειτουργία;
- Διαθέτει ο προμηθευτής μια βιβλιοθήκη με υπάρχοντα πρωτόκολλα για την απλοποίηση του προγραμματισμού;
- Ποιες είναι οι δυνατότητες ενσωμάτωσης λογισμικού για συσκευές τρίτων κατασκευαστών;
- Ποια είναι η έκταση της βιβλιοθήκης προγραμμάτων οδήγησης συσκευών που προσφέρει ο προμηθευτής;
- Έχει ο προμηθευτής εμπειρία με τη διασύνδεση LIMS;
- Θα σας φαινόταν άνετο να προγραμματίσετε το σύστημα μόνοι σας;
- Πόσο εύκολο είναι για τους χειριστές να οργανώσουν τις διαδρομές τους χωρίς εμπειρία προγραμματισμού;
- Ποιες λειτουργίες—όπως προσαρμόσιμους γραφικούς οδηγούς φόρτωσης—χρειάζεστε και είναι διαθέσιμες;
- Είναι εύκολο να επαναρυθμίσω το λογισμικό όταν το σύστημα επαναχρησιμοποιείται;
- Μπορεί ο προμηθευτής να βοηθήσει στη διασφάλιση της κυβερνοασφάλειας;
Ιχνηλασιμότητα δειγμάτων
Η πλήρης ιχνηλασιμότητα των δειγμάτων μπορεί να είναι απαραίτητη για τη συμμόρφωση με τα πρότυπα και τις οδηγίες ποιότητας. Η επισήμανση με γραμμωτό κώδικα, σε συνδυασμό με το κατάλληλο λογισμικό, θα απλοποιήσει την παρακολούθηση τόσο των δειγμάτων όσο και των αναλώσιμων και μπορεί να αποτρέψει την απώλεια ιχνηλασιμότητας. Οι αυτοματοποιημένες λύσεις επισήμανσης και παρακολούθησης μπορούν επίσης:
- Υποδείξτε τη θέση του εργαστηριακού εξοπλισμού στο κατάστρωμα και στις μονάδες αποθήκευσης
- Βεβαιωθείτε ότι οι ετικέτες γραμμωτού κώδικα έχουν τοποθετηθεί σωστά και μπορούν να διαβαστούν σωστά
- Επιταχύνετε τις διαδικασίες ανάγνωσης γραμμωτού κώδικα και συλλογής δειγμάτων και βελτιστοποιήστε την ενσωμάτωση του middleware και του LIMS.
Η επιλογή παρέμβασης
Τα λάθη γίνονται εύκολα, αλλά δεν διορθώνονται πάντα τόσο εύκολα. Πολλά συστήματα αυτοματισμού δεν διαθέτουν λειτουργίες «έναρξης/διακοπής» ή «αναίρεσης», πράγμα που μπορεί να σημαίνει ότι πρέπει να επανεκκινήσετε ένα πρόγραμμα εάν εισαγάγετε κάτι λανθασμένα ή χρειαστεί να διακόψετε προσωρινά μια διαδικασία. Αναζητήστε ένα έξυπνο σύστημα αυτοματισμού που μπορεί να ανιχνεύσει, να κατανοήσει, να αναφέρει και να ανακτήσει ένα σφάλμα, με λειτουργικότητα έναρξης/διακοπής που επιτρέπει την ασφαλή και εύκολη αλληλεπίδραση του χειριστή με την περιοχή εργασίας του οργάνου κατά τη διάρκεια μιας εκτέλεσης.
Περίληψη
Η αυτοματοποιημένη διαχείριση υγρών μπορεί να εξαλείψει πολλές κουραστικές εργασίες, βελτιώνοντας την παραγωγικότητα και απελευθερώνοντας πολύτιμο χρόνο για πιο σημαντική εργασία — αλλά μόνο εάν εφαρμόσετε τις σωστές λύσεις. Η προσεκτική εξέταση των σημείων που συζητούνται σε αυτό το άρθρο θα βοηθήσει τα εργαστήρια να επιλέξουν με σύνεση, επιτρέποντάς τους να αποκομίσουν τα οφέλη της αυτοματοποιημένης διαχείρισης υγρών και να κάνουν τη ζωή ευκολότερη και πιο παραγωγική.
Ώρα δημοσίευσης: 10 Μαΐου 2022