Современные автоматизированные станции для лабораторной работы играют важную роль в таких областях, как молекулярная биология, медицина и аналитическая химия. Такие системы значительно упрощают выполнение сложных процедур, таких как подготовка образцов для ПЦР и секвенирования нового поколения (NGS), экстракция и очистка нуклеиновых кислот, а также проведение ELISA-анализов. Благодаря высокому уровню точности, воспроизводимости и эффективности, станции позволяют ученым сосредоточиться на аналитической работе, освобождая их от рутинных задач и снижая риск ошибок.

Функционал роботизированной станции не ограничен раскапыванием жидкостей. Сегодня такой прибор можно настроить и дополнить различными модулями, оптимизируя лабораторные процессы под нужды конкретного исследования. В этой статье мы рассмотрим модули для расширения функционала роботизированных станций на примере линейки VERSA от Aurora и их применение в пробоподготовке и очистке биомолекул.

Рис. 1. Интегрированная роботизированная рука от компании NanoTemper  

Возможности роботизированных станций VERSA

Одной из ключевых задач, с которой успешно справляется VERSA 1100, является подготовка библиотек для секвенирования. Этот процесс включает множество этапов: экстракцию ДНК или РНК, амплификацию, нормализацию и очистку библиотек. Станция обеспечивает точное распределение жидкостей, предотвращая ошибки, связанные с ручным вмешательством, а также сводит к минимуму риск контаминации за счет встроенной HEPA-фильтрации и UV-дезинфекции.

Для пробоподготовки ПЦР VERSA предлагает полный цикл автоматизации — от подготовки растворов и проб до загрузки планшетов для термоциклирования. Встроенные шейкеры, нагревательные и охлаждающие блоки позволяют поддерживать оптимальные условия для реакции на каждом этапе.

При подготовке проб для анализа важно эффективно очищать ДНК или РНК. Модули, такие как магнитные блоки и шейкеры, в сочетании с программируемыми протоколами для экстракции, позволяют минимизировать потери образца и повысить выход чистых биомолекул.

Модули для расширения функциональности роботизированных станций

Одним из главных преимуществ роботизированных станций является их модульная структура, которая позволяет легко адаптировать систему к требованиям конкретной лаборатории. Модули Aurora существенно расширяют возможности платформы VERSA, позволяя автоматизировать больше задач и улучшать результаты исследований. Рассмотрим ключевые модули и их функции.

Система пипетирования

Модуль Syringe Pipettor включает в себя дополнительные 8-канальные шприцы (25 мкл, 250 или 1000 мкл), что позволяет точно дозировать жидкости в диапазоне от 1 до 1000 мкл. Данный модуль особенно полезен в пробоподготовке для ПЦР и NGS, где требуется высокая точность в распределении реактивов.

Рис. 2. Система Syringe Pipettor

Нанолитровый пипетатор

Модуль NanoPipettor позволяет распределять и аспирировать жидкости в объемах от нл до мкл. Он идеально подходит для создания параллельных рядов разведения и печати ДНК/РНК-матриц, а также для работы с высокоточными биохимическими экспериментами. NanoPipettor применяется в исследованиях, где требуются сверхмалые объемы жидкостей и высокая точность дозирования.

Рис.3. Нанолитровый пипетатор  NanoPipettor

Модуль для охлаждения и нагрева реактивов

Модуль предназначен для поддержания температурного режима от 4°C до 90°C и может использоваться для хранения и обработки реактивов в процессе экспериментов. Блок охлаждения и нагрева может быть адаптирован для различных типов посуды, включая эппендорфы и микропробирки, что делает его универсальным инструментом для лабораторий, работающих с температурно-зависимыми процессами реактивов.

Рис. 4. Модуль охлаждения реактивов Reagent Cooler/Heater Block

Магнитные блоки для экстракции нуклеиновых кислот

Магнитный модуль применяется для работы с магнитными частицами при обработке проб. Он предотвращает оседание магнитных частиц и помогает поддерживать их однородность в процессе экстракции нуклеиновых кислот. Это критически важно для эффективной экстракции ДНК и РНК, особенно в многоэтапных протоколах.

Рис.5. Разделитель магнитных частиц (слева) и вортекс магнитных частиц (справа)

Многоканальный дозатор

Для быстрого и точного распределения больших объемов жидкостей в диапазоне от мкл до мл используется модуль ReagentDrop. Модуль устроен таким образом, что нет необходимости менять наконечники или промывать иглу. Дозатор поддерживает до 5 независимых каналов, что значительно ускоряет выполнение таких задач, твердофазная экстракция (SPE), жидкостно-жидкостная экстракция (LLE), а также наполнение ампул и других сосудов объемом до 4 литров.

Рис.6.Многоканальный дозатор ReagentDrop

Аспиратор для 96-луночных планшетов

Аспиратор предназначен для удаления отходов и супернатантов после процесса экстракции или других процедур, связанных с очисткой проб. Он идеально подходит для использования в протоколах, таких как очистка нуклеиновых кислот и ELISA. С его помощью можно быстро и точно удалять излишки жидкостей, повышая эффективность и ускоряя работу лаборатории.

Рис.7. Аспиратор

Гриппер

Модуль Plate Gripper позволяет автоматически перемещать 96-луночные планшеты и пробирки между различными позициями на рабочей платформе. Гриппер может быть настроен для работы с различными типами лабораторной посуды, что делает его универсальным решением для выполнения многоэтапных протоколов.

Рис.8. Гриппер Plate Gripper

Встроенный считыватель штрих-кодов

Считыватель штрих-кодов автоматически идентифицирует образцы и проверяет их соответствие протоколу. Это критически важно в лабораториях, где обрабатываются сотни проб. Сканирование штрих-кодов гарантирует правильность отслеживания образцов на всех этапах работы, что исключает ошибки, связанные с человеческим фактором, и позволяет автоматизировать сбор данных для дальнейшего анализа.

Рис.9. Считыватель штрих-кодов

Датчик уровня жидкости

Модуль для контроля уровня жидкости в пробирках и бутылках с реагентами. Датчик уровня жидкости автоматически определяет, когда в емкости заканчивается жидкость, что позволяет избежать сбоев в процессе пробоподготовки. Этот модуль особенно полезен для мониторинга реактивов при выполнении долгих и многоступенчатых процедур, таких как экстракция, например.

Рис.10. Датчик уровня жидкости

Трехфункциональный роботизированный манипулятор

Модуль сочетает в себе три функции — гриппер, пипетатор и дозатор реагентов. Он позволяет значительно ускорить выполнение задач, требующих многократного перемещения образцов, добавления реагентов и дозирования жидкостей. 3-в-1 манипулятор используется в сложных многоэтапных протоколах.

Рис.11. Трехфункциональный роботизированный манипулятор

Заключение

Благодаря модульной архитектуре современные раскапывающие системы могут быть адаптированы под конкретные задачи лаборатории, такие как пробоподготовка для ПЦР и NGS, экстракция нуклеиновых кислот и проведение ELISA-анализов. В рамках протокола возможен нагрев/охлаждение образца, перенос планшетов, контроль уровня жидкости, отбор излишков образца. Есть возможность интеграции робота с планшетным ридером. Таким образом, мы получаем не только выигрыш в скорости и объемах, но также повышаем точность и надежность результатов, сохраняя гибкость в организации рабочего процесса. Автоматизированные модульные станции VERSA обеспечивают непревзойденную гибкость для решения совершенно разных исследовательских задач.