Cách chọn nền tảng tự động hóa xử lý chất lỏng phù hợp

Pipet tự độnglà một trong những cách hiệu quả nhất để giảm thiểu lỗi của con người, tăng độ chính xác và độ chính xác cũng như tăng tốc quy trình làm việc trong phòng thí nghiệm.Tuy nhiên, việc quyết định các thành phần “phải có” để xử lý chất lỏng tự động hóa quy trình làm việc thành công phụ thuộc vào mục tiêu và ứng dụng của bạn.Bài viết này thảo luận về một số điểm chính cần cân nhắc khi chọn bệ xử lý chất lỏng cho phòng thí nghiệm của bạn.

Tự động hóa thao tác pipet là một bước quan trọng trong việc cải thiện quy trình làm việc trong phòng thí nghiệm, giúp tăng khả năng tái sản xuất, tăng công suất và giảm sai sót.Các phòng thí nghiệm phụ thuộc vào công nghệ xử lý chất lỏng tự động cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm chuẩn bị mẫu, chiết xuất DNA, xét nghiệm dựa trên tế bào và ELISA.Những nền tảng này là một khoản đầu tư dài hạn và cần được lựa chọn không chỉ dựa trên nhu cầu hiện tại mà còn cả nhu cầu tiềm năng trong tương lai của phòng thí nghiệm.Điều này sẽ đảm bảo rằng nền tảng chính xác được chọn và có thể phục vụ hiệu quả cho phòng thí nghiệm trong nhiều năm tới.

Những bước đầu tiên

Trước khi đưa ra bất kỳ quyết định nào, hãy xem kỹ các quy trình sẽ được tự động hóa:

Bạn có đang bắt đầu với một quy trình mạnh mẽ không?

Tự động hóa xử lý chất lỏng có thể cải thiện đáng kể quy trình làm việc thủ công, nhưng nó không thể khắc phục được xét nghiệm chưa hoạt động.Chia quy trình làm việc của bạn thành các bước riêng lẻ và suy nghĩ về tác động tiềm ẩn của từng bước đối với quy trình làm việc tổng thể.Ví dụ: thực hiện xét nghiệm từ định dạng dùng pipet thủ công, dùng ống nghiệm sang quy trình làm việc tự động, dựa trên đĩa, mật độ cao hơn có nghĩa là các mẫu và thuốc thử sẽ ở trên thiết bị trong khoảng thời gian dài hơn nhiều.Điều này có thể ảnh hưởng như thế nào đến tính toàn vẹn của mẫu và thuốc thử của bạn?

Nhu cầu của bạn sẽ thay đổi như thế nào?

Để tiết kiệm tiền, bạn có thể muốn đầu tư vào một hệ thống chỉ đáp ứng nhu cầu hiện tại của phòng thí nghiệm, nhưng về lâu dài bạn có thể thua lỗ.Hãy xem xét những yếu tố nào là cần thiết và những yếu tố nào sẽ tốt hơn nếu có.Một hệ thống xử lý chất lỏng tự động tốt phải được cấu hình lại để bạn có thể đảm nhận các ứng dụng và quy trình làm việc mới khi nhu cầu thay đổi.Với hệ thống mô-đun linh hoạt, nhiều yếu tố trong quy trình công việc hiện tại của bạn có thể được thay đổi mục đích và nâng cấp.

Có giải pháp sẵn có nào đáp ứng được nhu cầu của bạn không?

Một số máy trạm chuyên dụng đã được tối ưu hóa cho các ứng dụng cụ thể với các giao thức đã được chứng minh, chẳng hạn như trích xuất DNA, chuẩn bị mẫu và nuôi cấy tế bào.Điều này có thể đơn giản hóa đáng kể quá trình lựa chọn của bạn và vẫn cung cấp thành phần “cốt lõi” hữu ích để tích hợp vào hệ thống lớn hơn trong tương lai.Các giải pháp có sẵn được thiết kế với mục đích tích hợp và linh hoạt trong tương lai sẽ được ưu tiên hơn so với các nền tảng “đóng” không linh hoạt.

Bạn có bao nhiêu dung lượng và bạn có đang sử dụng nó một cách hiệu quả không?

Không gian thường là một mặt hàng quý giá.Hầu hết các hệ thống xử lý chất lỏng hiện nay đều có nhiều người dùng, điều này làm tăng nhu cầu về tính linh hoạt và cách sử dụng không gian một cách sáng tạo.Hãy cân nhắc việc chọn một nền tảng tự động có thể tiếp cận không gian bên dưới bàn làm việc để tiếp cận, chẳng hạn như các thiết bị chuẩn bị mẫu hoặc phân tích bổ sung, v.v.

Việc bảo trì và bảo dưỡng có dễ dàng không?

Đừng bỏ qua việc bảo trì và bảo dưỡng.Kỹ thuật viên dễ dàng truy cập có thể giảm thời gian ngừng hoạt động và gián đoạn quy trình làm việc của bạn.

Lựa chọn phần cứng phù hợp

Cho dù bạn đang làm việc trong lĩnh vực gen, sinh học tế bào, khám phá thuốc, chẩn đoán phân tử hay lĩnh vực hoàn toàn khác, hệ thống xử lý chất lỏng phù hợp có thể giúp cuộc sống của bạn dễ dàng hơn rất nhiều.Những cân nhắc quan trọng bao gồm:

Pipet dịch chuyển không khí hay chất lỏng?

Dịch chuyển không khí là lý tưởng để phân phối trên phạm vi thể tích lớn, từ 0,5 đến 1.000 μL.Mặc dù chỉ tương thích với các đầu tip dùng một lần, tính năng này giúp tăng tốc độ và năng suất bằng cách loại bỏ các bước bổ sung liên quan đến việc hút chất lỏng bằng pipet khi thay chất lỏng hoặc xả hệ thống.Nó cũng làm giảm nguy cơ lây nhiễm chéo và cung cấp một cách an toàn để xử lý các vật liệu phóng xạ hoặc nguy hiểm sinh học.

Dịch chuyển chất lỏng tương thích với cả đầu cố định và đầu dùng một lần, đồng thời là công nghệ được ưu tiên cho thể tích phân phối nhiều lần dưới 5 μL.Các đầu bằng thép cố định có thể rửa được là lý tưởng cho các ứng dụng cần xuyên ống hoặc cần sử dụng pipet áp suất dương.Để có độ linh hoạt tối đa, hãy xem xét một hệ thống bao gồm cả chuyển vị không khí và chất lỏng.

Bạn làm việc với khối lượng và định dạng nào?

Đảm bảo nền tảng có thể xử lý các thể tích pipet cần thiết và các định dạng dụng cụ thí nghiệm (ống và đĩa) thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm của bạn.Đồng thời, hãy xem xét liệu tự động hóa có cho phép sử dụng khối lượng mẫu và thuốc thử nhỏ hơn, giúp tiết kiệm chi phí hay không.

Bạn nên chọn cánh tay pipet nào?

Các loại chính là 1) pipet có nhiều kênh—thường có từ 1 đến 8 kênh—có thể xử lý các ống, đĩa và nhiều định dạng dụng cụ phòng thí nghiệm khác;và 2) cánh tay đa kênh được thiết kế đặc biệt để phân phối vào đĩa nhiều giếng.Các hệ thống hiện đại cho phép thay đổi đầu pipet hoặc tấm chuyển đổi “nhanh chóng”—một lựa chọn khôn ngoan cho các giao thức sử dụng nhiều phụ kiện khác nhau, chẳng hạn như kim cố định, đầu tip dùng một lần, dụng cụ ghim dung lượng thấp, v.v.

Bạn có cần cánh tay robot khôngvìthêm tính linh hoạt?

Cánh tay kẹp robot mang đến sự linh hoạt tối đa bằng cách di chuyển dụng cụ thí nghiệm xung quanh sàn làm việc.Cánh tay robot có thể chuyển đổi “ngón tay” một cách nhanh chóng đảm bảo tính linh hoạt tối đa và độ bám chắc chắn cho cả ống và đĩa.

Loại đầu pipet nào sẽ tối đa hóa khả năng tái lập?

Chất lượng đầu tip là yếu tố chính đóng góp vào khả năng tái tạo và có thể ảnh hưởng hoặc phá vỡ hiệu suất hệ thống.Đầu tip dùng một lần thường được coi là lựa chọn tốt nhất để loại bỏ sự lây nhiễm chéo giữa các mẫu sinh học.Một số nhà cung cấp hiện nay cũng cung cấp các đầu tip đặc biệt với khối lượng thấp đã được xác nhận để phân phối đáng tin cậy ở mức microliter hoặc submicroliter cần thiết cho các ứng dụng như thu nhỏ xét nghiệm.Hãy cân nhắc mua nhãn hiệu đầu tip pipet riêng của nhà cung cấp dịch vụ tự động hóa để đảm bảo bạn nhận được kết quả đáng tin cậy nhất.

Dụng cụ sử dụng đầu cố định có thể có lợi thế về chi phí vận hành.Kim thép cố định thường có thể chạm tới đáy mạch sâu tốt hơn so với đầu kim dùng một lần và cũng có thể xuyên qua vách ngăn.Trạm rửa đầu tip được thiết kế tối ưu giúp giảm nguy cơ lây nhiễm chéo với cách thiết lập này.

Bạn có cần những đầu tip được đảm bảo vô trùng không?

Để giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm, chỉ sử dụng vật tư tiêu hao được dán nhãn “vô trùng”.Chúng được sản xuất trong những điều kiện nghiêm ngặt và tuân thủ các tiêu chuẩn đóng gói và vận chuyển để đảm bảo tính vô trùng của đầu tip trong suốt quá trình vận chuyển đến bàn thí nghiệm.Các sản phẩm được dán nhãn “presterile” là vô trùng khi rời khỏi nhà sản xuất nhưng lại gặp nhiều cơ hội gây ô nhiễm sau này.

Vấn đề phần mềm

Phần mềm cung cấp giao diện cho người thiết lập và vận hành thiết bị, đồng thời thiết kế của phần mềm sẽ xác định mức độ dễ dàng lập trình và tương tác với hệ thống để định cấu hình quy trình công việc, đặt tham số quy trình và đưa ra lựa chọn xử lý dữ liệu.Nó cũng ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ đào tạo cần thiết để vận hành hệ thống một cách tự tin.Trừ khi bạn có kỹ thuật viên phần mềm nội bộ, phần mềm được thiết kế kém, dù mạnh đến đâu, có thể khiến bạn phụ thuộc vào nhà cung cấp hoặc chuyên gia bên ngoài để phát triển các giao thức phù hợp, khắc phục sự cố và thực hiện ngay cả những thay đổi lập trình đơn giản nhất.Trong nhiều phòng thí nghiệm, người vận hành hệ thống không phải là chuyên gia lập trình và hầu hết các nhóm CNTT sẽ không trực tiếp tham gia vào phần mềm điều khiển thiết bị.Do đó, bạn có thể phải chờ đợi các chuyên gia tư vấn bên ngoài sẵn sàng, điều này cản trở nghiêm trọng đến năng suất và khiến các mốc thời gian của dự án gặp rủi ro.

Những điểm cần xem xét

Các câu hỏi chính cần đặt ra khi đánh giá phần mềm hệ thống xử lý chất lỏng bao gồm:

• Người vận hành có thể tương tác với màn hình cảm ứng để vận hành hàng ngày không?
• Nhà cung cấp có thư viện các giao thức hiện có để đơn giản hóa việc lập trình không?
• Khả năng tích hợp phần mềm cho các thiết bị của bên thứ ba là gì?
• Thư viện trình điều khiển thiết bị được nhà cung cấp cung cấp có phạm vi bao nhiêu?
• Nhà cung cấp có kinh nghiệm với giao tiếp LIMS không?
• Bạn có thấy thoải mái khi tự mình lập trình hệ thống không?
• Người vận hành có thể dễ dàng thiết lập hoạt động của mình khi không có chuyên môn về lập trình như thế nào?
• Bạn cần những tính năng nào—chẳng hạn như hướng dẫn tải đồ họa có thể tùy chỉnh—và chúng có sẵn không?
• Có dễ dàng cấu hình lại phần mềm khi hệ thống được sử dụng lại không?
• Nhà cung cấp có thể giúp đảm bảo an ninh mạng không?

Truy xuất nguồn gốc mẫu

Việc truy xuất nguồn gốc mẫu đầy đủ có thể cần thiết để tuân thủ các tiêu chuẩn và hướng dẫn về chất lượng.Ghi nhãn mã vạch, cùng với phần mềm thích hợp, sẽ đơn giản hóa việc theo dõi cả mẫu và vật tư tiêu hao, đồng thời có thể ngăn chặn việc mất khả năng truy xuất nguồn gốc.Các giải pháp ghi nhãn và theo dõi tự động cũng có thể:

• Cho biết vị trí của dụng cụ thí nghiệm trên boong và trong các kho lưu trữ
• Đảm bảo rằng nhãn mã vạch được áp dụng đúng cách và có thể đọc chính xác
• Tăng tốc quá trình đọc mã vạch và chọn mẫu, đồng thời hợp lý hóa việc tích hợp phần mềm trung gian và LIMS.

Tùy chọn can thiệp

Sai lầm thì dễ mắc phải nhưng không phải lúc nào cũng dễ dàng sửa chữa được.Nhiều hệ thống tự động hóa thiếu chức năng “bắt đầu/dừng” hoặc “hoàn tác”, điều này có thể có nghĩa là phải khởi động lại chương trình nếu bạn nhập nội dung nào đó không chính xác hoặc cần tạm dừng một quy trình.Hãy tìm kiếm một hệ thống tự động hóa thông minh có thể phát hiện, hiểu, báo cáo và khắc phục lỗi, với chức năng khởi động/dừng để cho phép người vận hành tương tác an toàn và dễ dàng với khu vực làm việc của thiết bị trong quá trình chạy.

Bản tóm tắt

Xử lý chất lỏng tự động có thể loại bỏ nhiều công việc tẻ nhạt, cải thiện năng suất và giải phóng thời gian quý báu cho công việc quan trọng hơn—nhưng chỉ khi bạn triển khai các giải pháp phù hợp.Việc xem xét cẩn thận các điểm được thảo luận trong bài viết này sẽ giúp các phòng thí nghiệm lựa chọn sáng suốt, cho phép họ thu được lợi ích từ việc xử lý chất lỏng tự động và giúp cuộc sống trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn.