Eine Reise durch die Automatisierung für ELISA-Workflows im Hochdurchsatz-Format

Im Hinblick auf die wachsenden Anforderungen Ihres Labors ist die Automatisierung jedes einzelnen Schritts eines komplexen Workflows von exponentiell wachsendem Wert. Von der Zeit- und Durchsatzsteigerung bis hin zur Reduzierung menschlicher Fehler und verbesserter Laborsicherheit kann die Automatisierung Routinearbeiten auf Kurs halten, sodass sich Wissenschaftler auf kritischere Herausforderungen bei der Assayentwicklung konzentrieren können.

Ein Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) ist eine der beliebtesten Methoden zur Quantifizierung von Zielantigenen, aber auch ein zeit- und arbeitsintensiver Prozess. Die Automatisierung eines ELISA-Arbeitsablaufs kann die mühsamen Schritte der Probenvorbereitung, des Pipettierens von Reagenzien und des Waschens von Mikroplatten überflüssig machen und die Reproduzierbarkeit Ihrer Ergebnisse verbessern.

Hier besprechen wir die wichtigsten Überlegungen für die Entwicklung einer integrierten automatisierten ELISA-Arbeitszelle mit hohem Durchsatz. Ganz gleich, wo Sie sich auf Ihrem Weg zur Laborautomatisierung befinden, diese Überlegungen sind der Schlüssel zur Weiterentwicklung Ihrer ELISA-Arbeitsablauflösung.

Entwicklung eines automatisierten ELISA-Systems

1. Beginnen Sie mit einem einfachen, automatisierten Plattenhandhabungssystem

Verlängern Sie die Zeit bis zum Anschlag, indem Sie Plattenladeaufgaben mit einem hochentwickelten Roboterarm automatisieren, sodass Sie andere Aufgaben erledigen können. Dieser erste Schritt in der Automatisierung kann dazu beitragen, plattenbasierte Assays im großen Maßstab effizient durchzuführen, indem Mikroplatten zwischen einem Hotel bei Umgebungstemperatur und einem Mikroplatten-Wascher und -Reader geliefert werden. Der Mikroplatten-Wascher wäscht automatisch alle Wells der Assayplatte und verwendet das gewünschte Waschprogramm, um ungebundene Reagenzien vollständig zu entfernen und Hintergrundrauschen zu eliminieren. Der Mikroplatten-Reader generiert dann Daten nach einem vorkonfigurierten Protokoll, das die erforderlichen Berechnungen der Daten durchführt und konsistente Ergebnisse liefert.

Hier sehen Sie die Vorteile der Automatisierung der manuellen Aufgabe der Plattenbeladung in verschiedenen Schritten des Arbeitsablaufs, insbesondere in großem Maßstab. Nach dem Beschichten der Platte und dem Hinzufügen Ihrer Proben plant eine integrierte Steuerungssoftware einen automatisierten Roboterarm, um die Platten vom Umgebungstemperatur-Hotel zum Mikroplatten-Wascher und zurück zum Hotel zu transferieren. Der Vorgang wird wiederholt, nachdem Sie Ihre Reagenzien erneut hinzugefügt haben, sodass Sie nicht manuell laden und darauf warten können, dass jede Platte gewaschen wird. Schließlich können Sie Ihre Substrate hinzufügen und den Roboter die Platten zum Mikroplatten-Reader und zurück zum Hotel speisen lassen.

2. Fügen Sie einen automatisierten Inkubator für zellbasierte Assays hinzu

Wenn Sie zellbasierte Assays durchführen, sollten Sie auch einen automatisierungsfreundlichen Inkubator hinzufügen, der Ihre Zellen bei 37°C mit 5 % CO2 glücklich macht. Dies erhöht Ihre Effizienz und die Zeit, die Sie zurücklegen müssen, indem Sie diese Wanderung von den Instrumenten zum Inkubator und zurück entfernen.

3. Fügen Sie ein automatisiertes Flüssigkeitshandhabungssystem hinzu, um manuelle Vorbereitung und Pipettierung zu entfernen

Während Sie Ihren Weg der Laborautomatisierung fortsetzen, entfällt durch das Hinzufügen eines automatisierten Liquid Handling Systems die Belastung durch die manuelle Vorbereitung und Pipettierung von Proben und Assayreagenzien. Die folgende Abbildung zeigt2, wie das automatisierte Liquid Handling jetzt die Schritte 4, und 6 der menschlichen Intervention ersetzt und einen arbeitsintensiven ELISA in einen wirklich unbeaufsichtigten Arbeitsablauf umwandelt.

Der Roboterarm kann so geplant werden, dass er Platten auf methodenspezifische Weise zum und vom Pipettierroboter, Inkubator, Mikroplatten-Wascher und Reader Ihres Automatisierungs-Setups bringt und Sie vollständig vom Labortisch befreit. Und wenn sich die Anforderungen Ihres Labors weiterentwickeln, kann Ihre Arbeitszelle in andere Instrumente integriert werden, wie z. B. Plattenversiegelung, Dichtungsentferner und Plattenschüttler, um Ihren Assay-Prozess weiter zu optimieren.

4. Erwägen Sie eine automatisierungsbereite ELISA-Arbeitszelle

Hier demonstrieren wir fünf Arbeitszellen für eine integrierte Lösung, die Hardware und Software für ELISA-basierte Experimente kombiniert und Automatisierungsfunktionen von der Einstiegsebene bis zur fortgeschrittenen Ebene bietet. Ganz gleich, wo Sie sich auf Ihrem Weg zur Automatisierung befinden, diese Arbeitsabläufe können auf Ihre spezifischen Forschungsanforderungen zugeschnitten werden, je nach Probengröße oder -empfindlichkeit sowie dem Bedarf an erhöhtem Durchsatz, Effizienz und Zeitaufwand.

ELISA-Arbeitszelle: Einstufiger Plattenlader

Unser Einstiegssystem ist eine einfache, kompakte und benutzerfreundliche Einrichtung, die ELISA Workcell. Er besteht aus einem SpectraMax® Mikroplatten-Reader, einem Peak Robotics S-LAB Plattenhandhaber mit der S-LAB Software und dem AquaMax® 4000 Mikroplatten-Washer.

Führen Sie plattenbasierte Assays auf einer großen Anzahl von Platten durch, ohne diese manuell in Ihren Mikroplatten-Wascher und -Reader einspeisen zu müssen. Laden Sie die Platten, die Sie zum Laufen benötigen, und gehen Sie weg, während die S-LAB Software den Roboterarm steuert und sie wie geplant an die Instrumente liefert. Der S-LAB Plattenhandhaber arbeitet sowohl im Hoch- als auch im Querformat, zusammen mit einer 360-Grad-Bewegung auf der Drehachse.

ELISA Advanced Workcell: Zukunftssichere automatisierte Plattenbeladung

Die ELISA Advanced Workcell ähnelt der vorherigen Arbeitszelle, mit Ausnahme eines fortschrittlichen 4-Achsen-Roboterarms, des PreciseFlex 400 (PF400) Sample Handler und der Genera Scheduling Software sowie eines Plattenhotels. Der PF400 ist so konzipiert, dass er sich entlang der Z-Achse bewegt und so die Flexibilität eines vertikalen Aufbaus ermöglicht. Diese Arbeitszelle spart nicht nur Platz im Labor, sondern trägt auch dazu bei, Ihre plattenbasierten Assay-Arbeitsabläufe zukunftssicher zu machen. Mit dem wachsenden Bedarf Ihres Labors können Sie mit diesem skalierbaren Aufbau ganz einfach Instrumente hinzufügen, einschließlich Inkubatoren, zelluläre Imager, Einzelzellsortierer, Zentrifugen und mehr, und so Ihre Optionen automatisierter Arbeitsabläufe erweitern.

ELISA Advanced EC-Arbeitszelle: Automatisiertes Laden und Inkubation der Platte

ELISA Advanced Environmental Control (EC) Workcell eignet sich für Kunden, die einen Inkubator zur Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle benötigen. Die Arbeitszelle hat eine ähnliche Zusammensetzung wie die ELISA Advanced Workcell, jetzt mit dem LiCONiC STX44 Automated CO2 Incubator für regulierte Umgebungen. Die Genera-Software steuert den PF400-Roboterarm und handhabt Proben wie im ELISA-Arbeitsablaufbeispiel beschrieben. Hier bieten wir jedoch die Möglichkeit, die Platten in einem automatisierten Inkubator zu inkubieren, wodurch Ihre Effizienz weiter gesteigert wird, indem der Weg vom Instrument zum Inkubator und zurück entfernt wird.

ELISA HTS EC-Arbeitszelle: Zwei-Schritt-Instrumentenplattenlader plus Flüssigkeitshandhabung

Die ELISA HTS EC-Arbeitszelle bietet einen automatisierten Pipettierroboter und ermöglicht es der Arbeitszelle, die manuellen Aufgaben der Probenvorbereitung und der Zugabe von Reagenzien zu bestimmten Zeiten durchzuführen.

Zu den Komponenten dieser Arbeitszelle gehören ein SpectraMax Mikroplatten-Reader, ein AquaMax 4000 Mikroplatten-Washer und ein LiCONiC STX44 Automatisierter CO2-Inkubator. Die wichtigste Ergänzung der Arbeitszelle ist der Microlab STARlet Robot Liquid Handler von Hamilton Robotics mit integriertem Plattenhandhabungssystem und Planungssoftware.

Die HTS EC Workcell bietet einen erheblichen Vorteil, insbesondere für eine große Anzahl von Proben, die bei manueller Handhabung Fehlern unterliegen. Ein automatisiertes Flüssigkeitshandhabungssystem reduziert nicht nur menschliche Fehler, sondern reduziert auch die manuelle Pipettierung. Dies ermöglicht es Ihnen, viele Tests mit großer Präzision und minimalem manuellem Eingreifen durchzuführen.

ELISA HTSx-Arbeitszelle: Vollautomatische Lösung

ELISA HTSx WorkCell ist die fortschrittlichste ELISA-Arbeitszelle in unserem Portfolio und bietet eine vollständige, vollautomatische Walk-Away-Lösung. Es arbeitet mit einer ähnlichen Logik wie die vorherige Arbeitszelle, aber mit einem automatischen Microlab STAR-Flüssigkeitshandhaber, der eine viel größere Probenladekapazität bietet. Das System enthält auch Hotels mit mehreren Platten, in denen bis zu 80 Mikroplatten gespeichert werden können.

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Die Lösung macht ELISAs vielseitig einsetzbar. Der STX44 Inkubator ist optional, je nachdem, ob Sie Inkubationstemperaturen für Platten ohne Umgebungstemperatur oder Zellinkubation benötigen. Mit einem automatisierten Pipettierroboter ist Ihre Anwesenheit nur beim ersten Beladeschritt erforderlich. Ab diesem Zeitpunkt ist kein weiterer manueller Eingriff erforderlich, da der PF400-Roboter den Transfer zwischen den Arbeitszellenkomponenten durchführt, sodass die Assayschritte zu bestimmten Zeiten durchgeführt werden können.

Besprechen Sie Ihre automatisierte ELISA-Lösung

Die Automatisierung muss nicht überwältigend sein – es stehen eine Menge Flexibilität und Optionen zur Verfügung. Unsere fünf fertigen Arbeitszellen für ELISA-Arbeitsabläufe bieten Automatisierungslösungen, die von einfachen Plattenladefunktionen bis hin zu fortschrittlicheren, vollständig automatisierten Arbeitszellen reichen und das Beste daran ist, dass sie im Laufe der Zeit angepasst und gebaut werden können. Die Automatisierung arbeitsintensiver plattenbasierter Assays erhöht die Zeit, den Durchsatz und die Reproduzierbarkeit, da der Bedarf eines Forschers verringert wird, sich an häufigen, sich wiederholenden, praktischen Aufgaben zu beteiligen.

Erfahren Sie mehr über unsere ELISA-Arbeitszellen. Wenn Sie bereit sind, mit einem Experten für Workflow-Automatisierung über Ihre Anwendung zu sprechen, kontaktieren Sie uns .

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