Highlights 2024/25 04 LifeTech 26 – 27 Aus der Praxis 400 Mikrotiterplatten pro Tag Längst ist die Nachfrage nach DNA-Proben so hoch, dass der benötigte Durchsatz manuell nicht mehr zu leisten ist. Die Anlage des niederländischen Unternehmens Synchron Lab erfüllt diese steigenden Anforderungen. Mit der „DNA-Fabrik“ ist ein Durchsatz von 400 Mikrotiterplatten pro Tag möglich. Notwendig ist nur ein Bediener, der die Mikrotiterplatten be- und entlädt. Die hochqualifizierten Laborassistenten können sich somit auf ihre Kernkompetenz, der Analyse der Ergebnisse, konzentrieren. Proben automatisiert aufbereiten Die Anlage extrahiert DNA aus zerkleinertem Pflanzenmaterial. Ausgangspunkt des Prozesses ist ein Mikrotiterplattenmagazin, das bis zu 400 Platten aufnehmen kann – jeweils 200 für In- und Output. Zu Beginn des Durchlaufs scannt der Barcodeleser SBSI alle Mikrotiterplatten. Elektrische Achsen vom Typ EGC in Kombination mit dem Schwenkantrieb DRRD und dem pneumatischen Greifer DHPS nehmen die Mikrotiterplatten auf und platzieren sie auf Werkstückträgern, die sich auf einem Transportsystem von einer Station zur nächsten bewegen. Modulare DNA-Fabrik: 40.000 pflanzliche DNA-Proben lassen sich mit dieser Anlage pro Tag vollautomatisiert extrahieren. Um die DNA von anderen Materialien zu trennen, werden in der ersten Station codierte metallische Mikrokugeln, so genannte Magnetic Beads, hinzugefügt, an die sich die DNA heftet, während der Rest des Materials in den Mikrotiterplatten aufschwimmt. Dazu wird aus Drehbehältern mit beschichtetem Silica-Magnet eine Pufferlösung aus purem Isopropanol aspiriert und in die Mikrotiterplatten pipettiert. Die eingesetzten Pipettierköpfe werden über ein EXCH-Flächenportal und eine elektrische Achse EGC-HD bewegt. Hier sorgen elektrische Antriebe mit Servomotoren vom Typ EMMT-AS für präzise Bewegungsabläufe. Intensiver Waschprozess Im Folgenden wird zunächst die Binderpufferlösung aspiriert. Der Magnet bildet mit der Pufferlösung einen Ring. Zurück bleibt die DNA in der Mikrotiterplatte. Anschließend befreit eine Pufferlösung die DNA von Salzen und Ethanol. Dabei ist der Dosierkopf VTOI im Einsatz. Der effizient kontrollierbare 8-kanalige Dosierkopf für Mikrotiterplatten ist mit nur einem Ventil für acht Ausgänge ausgestattet. Damit pflanzliche Lebensmittel dem Klimawandel, Schädlingen und auch Krankheiten standhalten können, ent- wickeln Pflanzenzüchter widerstands- fähigeres Saatgut für Landwirte. Dafür benötigen sie Unmengen an DNA. Mit der „DNA Factory“ von Synchron Lab lassen sich bis zu 40.000 Proben in 24 Stunden extrahieren – automatisiert mit Handhabungsportalen, elektrischen Achsen, pneumatischen Greifern und Sensoren. Extraktion von DNA im industriellen Maßstab LifeTech Im letzten Schritt wird die DNA mit Hilfe einer Auswaschungspufferlösung von den Beads getrennt: Je vier Mikrotiterplatten werden gleichzeitig dem Prozess unterzogen. Dabei sind ELGC- Achsen in der X-Richtung und EGSC-Antriebe in Y-Richtung im Einsatz. Ebenso pneumatische Greifer DHPS zum Anheben der Mikrotiterplatten sowie der Schwenkantrieb DRRD zum Versetzen der Platten. Der hohe Automatisierungsgrad der Anlage ermöglicht es, den aktuellen und zukünftigen Bedarf an pflanzlichen DNA-Proben für weitere Analysen aufzubereiten. Ein Beispiel hierfür ist die Entwicklung von resistentem Saatgut. Von Station zu Station Elektrische Achsen EGC, kombiniert mit einem Schwenkantrieb DRRD und einem Greifer DHPS, platzieren die Mikrotiterplatten auf den Werkstückträger des Transport- systems. (Bild links) Intensiver Waschprozess Bei einer späteren Station dispensiert der Dosierkopf VTOI mehrmals Pufferlösungen, um die DNA von Salzen und Ethanol zu befreien. (Bild oben) Skaleneffekte erzielen Im letzten Schritt wird die DNA von den Magnetic Beads getrennt, indem mehrere Mikrotiterplatten gleichzeitig mit einer Aus- waschungspufferlösung gespült werden. (Bild unten) Mehr Informationen zu dieser Kundenanwendung finden Sie hier: > www.festo.com/synchron
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