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Die University of Edinburgh verwendet QPix Colony Picker zum Scale-up der DNA-Herstellung

Edinburgh Genome Foundry, University of Edinburgh’s Centre for Synthetic and Systems Biology

Dr. Rennos Fragkoudis, Edinburgh Genome Foundry Facility Manager

QPix 400 Serie Mikrobielle Kolonie-Picker

Die Herausforderung

Die Edinburgh Genome Foundry (EGF) produziert genetisches Material für ihre Kunden. Dafür wird eine voll automatisierte Roboterplattform verwendet, die DNA-Stränge bis zur Länge von einem Mega-Basenpaar herstellt und modifiziert. Diese DNA-Konstrukte werden verwendet, um Zellen oder ganze Organismen mit neuer oder verbesserter Funktionalität auszustatten, um z. B. Stammzellen zur Verwendung in der personalisierten Medizin zu programmieren, Krankheiten-erkennende Bakterien zu produzieren oder den Ertrag von Saatgut für Biokraftstoffe zu erhöhen.

Um einen höheren Durchsatz an Proben mit einer genauen Nachverfolgung der Proben und Daten zu erzielen, benötigte EGF ein automatisiertes Kolonie-Picksystem, das auch über die Fähigkeit zum Plattieren und Ausstreichen mehrerer Proben auf Automatisierungs-kompatiblen SBS-Format-Tabletts verfügt. Zudem musste es möglich sein, dieses System voll in den bereits bestehenden automatisierten Arbeitsablauf zu integrieren. Dies machte Hardware- und Software-Modifikationen notwendig, um den Zugriff auf Roboterarme von Drittanbietern zur Handhabung von Proben und deren Transport zu anderen Instrumenten innerhalb des Arbeitsablaufs zu ermöglichen.

Die University of Edinburgh verwendet QPix Colony Picker zum Scale-up der DNA-Herstellung

Die Lösung

Um diese Anforderungen von EGF zu erfüllen, passte das Advanced Workflow Engineering Solutions (AWES)-Team das QPix 420 System so an, dass die Hardware für das Liquid Handling zur Verfügung stand, und veränderte die Baukonstruktion so, dass der Zugriff auf Roboterarme möglich wurde. Wir gaben dieser benutzerdefinierten Konfiguration den Namen QPix Select-HT System. Zusätzlich wurde ein benutzerdefinierter QPix-Kopf entwickelt, der das Verteilen von 8 Proben auf einem einzigen ungeteilten Agartablett ermöglicht, das die SBS-Standards für Abmessungen von Mikroplatten einhält. Auch wurde eine offene Programmierschnittstelle und Software-Unterstützung für jeden speziell angepassten Prozess zur Verfügung gestellt. Das QPix Select-HT System wurde von EGF vollständig in ihre automatisierte Plattform integriert. Diese umfasste drei Roboterarme, zwei Liquid Handler, Inkubatoren, PCR-Maschinen (sowohl Standard als auch Real-Time), einen akustischen Dispenser, Zentrifugen und Instrumente zur Folienversiegelung und zum Abziehen von Folien von Platten, zur Entfernung von Deckeln und zum Aufsetzen und Abnehmen von Schutzkappen.

  • Benutzerdefinierte QPix-Hardware und -Software für neuartige Arbeitsabläufe
  • Konzipierter und hergestellter benutzerdefinierter Picking-Kopf

Die Ergebnisse

Durch seine Fähigkeit, pro Stunde bis zu 200 Proben auszuplattieren oder 3.000 Kolonien zu picken, bietet das QPix Select-HT System den hohen Probendurchsatz, der für die zeitgerechte Lieferung ihrer Produkte an ihre Kunden unerlässlich ist. Jeder Prozess umfasst eine zuverlässige Probenverfolgung sowie Datenverwaltung. Dies ermöglicht es EGF, Probendaten über den gesamten automatisierten Arbeitsablauf hinweg effektiv zu verwalten. Die Integration des Systems in einen voll automatisierten Arbeitsablauf verringert zusätzlich die für das Betreiben des Systems benötigte Arbeitszeit der Mitarbeiter und damit die finanziellen Kosten jedes EGF-Projekts. Die enge Zusammenarbeit zwischen dem AWES-Team und der Edinburgh Genome Foundry resultierte in einer effektiven Lösung für die speziellen Anforderungen ihres Arbeitsablaufs und ermöglichte EGF, ihr Ziel einer voll automatisierten Plattform für die DNA-Assemblierung zu erreichen.

 

Laden Sie die komplette Fallstudie (PDF-Version) herunter >>

 

Sehen Sie den QPix in Aktion – am Edinburgh Genome Foundry

 

Edinburgh Genome Foundry

Wir bedanken uns bei Dr. Rennos Fragkoudis, Facility Manager am Edinburgh Genome Foundry, für die Bereitstellung dieses Videos.

 

Quellenangaben

Wevers, N.R. et al.High-throughput compound evaluation on 3D networks of neurons and glia in a microfluidic platform. Nature Scientific Reports 6, Article number: 38856 (2016).

Junaida A. et al.An End-User Perspective on Organ-on-a-Chip: Assays and Usability Aspects. Current Opinion in Biomedical Engineering. Article in Press (2017).