Valutazione di soluzioni automatizzate per la gestione dei liquidi

Brandoch Cook, PhD, è uno scrittore scientifico freelance. Può essere raggiunto all'indirizzo: [email protected].

Un sistema di gestione dei liquidi è spesso il fulcro dell'automazione del laboratorio. Questo può essere il caso della scoperta e della validazione di farmaci nelle grandi aziende farmaceutiche, del rilevamento di malattie infettive nei laboratori clinici, della realizzazione di screening chimici e flussi di lavoro di sequenziamento di prossima generazione (NGS) nelle strutture centrali dell'università e di esperimenti basati su big data che richiedono molti campioni e si replica nei singoli laboratori di ricerca. Sebbene ambienti molto diversi con preoccupazioni e obiettivi disparati, la linea di fondo è che la delega di un sottoinsieme di compiti di laboratorio a una piattaforma robotica conferisce sia efficienza che riproducibilità non ottenibili dalle mani umane.

Ad esempio, pensa a te stesso o al personale del tuo laboratorio che svolge compiti relativamente umili come l'estrazione e la purificazione degli acidi nucleici. Spesso, l'ottimizzazione di questi flussi di lavoro impone di coordinare il numero di campioni con la capacità di una centrifuga da laboratorio. Come hai scoperto nel modo più duro, il tempo per completare un ciclo di estrazione aumenta in modo esponenziale anziché lineare quando si hanno 24 o 48 campioni da lavare, aspirare e centrifugare ripetutamente. Inoltre, la possibilità che un singolo errore di etichettatura o di trasferimento si estenda all'intera procedura può essere estremamente difficile da rintracciare e identificare.

Un errore manuale non identificato può avere un impatto catastrofico sul budget, sui tempi e sul successo complessivo del progetto.

Ora, pensa a progettare ed eseguire esperimenti su larga scala per generare set di dati complicati, utilizzando reagenti preziosi come anticorpi o proteine ​​ricombinanti. Un errore manuale non identificato può avere un impatto catastrofico sul budget, sui tempi e sul successo complessivo del progetto. Inoltre, grandi insiemi di dati richiedono intrinsecamente repliche tecniche e biologiche aggiuntive per raggiungere soglie di significatività statistica sempre più rigorose. L'automazione del movimento dei liquidi per passaggi ripetitivi esercita un controllo accurato sui volumi, una distribuzione priva di errori su centinaia di campioni e riduce al minimo gli sprechi di reagenti. Ancora più importante, tuttavia, i sistemi di gestione dei liquidi possono miniaturizzare le reazioni oltre ciò che possiamo realizzare fisicamente, incluso il riempimento riproducibile di piastre da 1.536 pozzetti in volumi sub-microlitri.

Questo progresso è stato indispensabile per l'era moderna della scienza biomedica e i sistemi di gestione dei liquidi possono ora essere scalati da piattaforme industriali di screening chimico e anticorpale ad alto rendimento (HTS) o piattaforme di caratterizzazione strutturale delle proteine, fino a piattaforme da banco in grado di integrare un'automazione completa o parziale nei flussi di lavoro quotidiani del laboratorio, come la preparazione delle librerie NGS, l'impostazione della qPCR e la riformattazione relativamente semplice dei serbatoi di liquidi in piastre di micropozzetti.

Le prime preoccupazioni riflessive quando si considera l'acquisto di un gestore di liquidi saranno il denaro e lo spazio. Considerato il budget attuale e quello previsto, qual è il periodo di tempo per un ritorno sull'investimento per lo strumento e le sue appendici? Riesci a inserire fisicamente tutto nei tuoi flussi di lavoro per i prossimi anni, tenendo conto sia dell'impronta diretta dello strumento che dello spazio negativo attorno ad esso per garantire libertà di movimento e sicurezza dell'utente?

La prima chiave per poter rispondere a queste domande è avviare una relazione con un rappresentante del fornitore del prodotto in grado di sviluppare una comprensione approfondita delle esigenze del progetto attuale e futuro. Un fornitore dovrebbe essere in grado di prevedere le dimensioni e la portata della strumentazione in base al numero e al tipo di campioni da elaborare, ai dispositivi esterni compatibili di cui avrai bisogno e al modo in cui il sistema dovrebbe essere adattabile per evolversi con le esigenze future. Ad esempio, se devi aggiungere un test o un flusso di lavoro completamente nuovo in sei mesi, quanto è semplice e il tuo piano di servizio copre la nuova personalizzazione?

Le prime preoccupazioni riflessive quando si considera l'acquisto di un gestore di liquidi saranno il denaro e lo spazio.