Ki ne hallott volna már a PCR tesztről? Az in vitro diagnosztika (IVD) általánosságban és analizátorként konkrétabb értelemben, mindig kulcsfontosságú szerepet játszott a társadalom életében, mivel ezek olyan, biológiai mintákon (például vér, vizelet vagy szövetek) végzett nem-invazív tesztek, vizsgálatok, amikkel beazonosíthatók vagy kizárhatók betegségek. A Covid-19 reflektorfénybe helyezte az IVD-t, és a diagnosztikai tesztek sajnos már a mindennapi beszélgetéseink részét képezik. A szakemberek már eddig is tisztában voltak azzal, hogy a korai diagnózis mennyit számít a betegség legyőzésében. Napjainkban ezt már mi is tapasztalhatjuk. Ebben az összefüggésben nem is csoda, hogy általánosságban az IVD eszközök, és különösképpen az analizátorok kulcsfontosságú céljává vált, hogy gyors és pontos eredményeket biztosítsanak. A megfelelő folyadékkezelési technikák alapvető szerepet játszanak a kívánt sebesség és pontosság elérésében. Mivel a folyadékkezelés sok kritikus, összefüggő komponenst tartalmaz, ezért létfontosságú egy olyan szakértő partner bevonása, aki képes bevált megoldásokat nyújtani az egész rendszer számára már a fejlesztés korai szakaszában. Ez az SMC.
Philippe Pinto – Industry Manager Life Science, Europe
2021 JÚLIUS
Az elemző készülékek (analizátorok) földjén
Határozzuk meg, hogy mi is az az analizátor. Ez egy olyan berendezés vagy eszköz, amely kémiai vagy optikai elemzést folytat mintákon, hogy kimutassa a hematológiai értékeket (pl.: vörösvértestszám, hemoglobin koncentráció), vagy az egyéb vizsgálandó anyagok (pl. koleszterin, glükóz) koncentrációját. Ezáltal segít olyan betegségek diagnosztizálásában és kezelésében, mint például a cukorbetegség, egyes fertőző betegségek, vérszegénység, autoimmun betegségek, rák és hepatitis, valamint segítséget nyújt a HIV/AIDS gyógyszerek tesztelésében, és természetesen a Covid-19 elleni harcban is.
Három általános analizátor típus létezik:
- a klinikai laboratóriumi vizsgálatokhoz
- a beteg közelében végzett vizsgálatokhoz és
- az otthoni teszteléshez.
A folyadékkezelés optimalizálása kulcsfontosságú a kívánt sebesség, a megismételhetőség és a pontosság biztosítása érdekében
Bármi is legyen a vizsgálati technológia – pl. klinikai kémia, hematológia, vizeletvizsgálat, DNS, biológiai, molekuláris – a közeg (folyadékok vagy gázok) áramlását kezelő rendszer kritikus jelentőséggel bír, mivel hozzájárul az analizátor kívánt sebességének, megismételhetőségének és pontosságának biztosításához. Ezek az összetett rendszerek kezelik a minta extrakcióját, a reagensekkel való elegyítését, az analizátorba történő bevezetést és végül a saját folyadék-körének a mosását. Ebben az összefüggésben, kulcsfontosságú a teljes és bevált megoldásokkal rendelkező szállító kiválasztása.
A sebesség kezelése és a megismételhetőség kihívása
A folyadékkezelés egyik fő technikai kihívása az adott funkciók közötti kölcsönhatás. Ez olyan helyzetet teremt, ahol a sebesség növekedése veszélyeztetheti az ismétlési pontosságot. A sebesség és a nyomás együttes kombinációja befolyásolhatja a teszt pontosságát, mivel a sebesség növelése növeli a buborékképződés vagy a turbulencia kialakulásának kockázatát, ami hatással van az ismételhetőségre. Az optimalizált tervezett alkatrészek kiválasztásával például lecsökkenthető a holt tér, vagy optimalizálható az áramlási útvonal topológiája, minimalizálhatók ezek a problémák anélkül, hogy figyelmen kívül hagyná a folyadékkal érintkező kompatibilis, megfelelő anyag kiválasztását.
A megfelelő folyadékszabályzás biztosítja a minta szennyezésmentességét, valamint fokozza a sebességet és a pontosságot
Az elemző készülékekben szelepek irányítják a különféle funkciókat, az áramlás útját a folyadék mintavételi körétől a szennyezett anyag leürítéséig.
Ezek a szelepek kezelik a hypós vagy sóoldatos mosófolyadék áramlását, amely megtisztítja a vizsgáló berendezés csőrendszerét, valamint a pipetták és szivattyúk végszondáit mielőtt új mintát elemeznének. Tehát a holt térfogat minimalizálása a szennyeződés elkerülése érdekében létfontosságú.
A leválasztó szelepek legfontosabb része az EPDM (Etilén-propilén dién monomer), FKM (Fluoroelasztomer) vagy FFKM (Perfluoroelasztomer) anyagból készült membrán, valamint a többi közeggel érintkező felülete, amelyhez PEEK (Poliéter éter keton) anyagot használtunk, ez teljesen elkülöníti a szelep egyéb részeit az analizátorban lévő áramlási úttól, hogy csökkentse az elemzett folyadék szennyeződésének kockázatát. Emiatt a szelepen belüli kamrák és járatok közötti terek úgy lettek kialakítva, hogy minimálisak legyenek a holt terek, melyekben a vegyszerek bennrekedhetnek és ezáltal a következő mérést zavarnák meg, amikor a szelep nyitása és zárásakor átjuthatnának a következő vizsgálati mintába.
Az SMC leválasztó szelepének belső áramlási útvonala a sima felületei miatt figyelemre méltó, megakadályozza a buborékok és egyéb áramlási problémák kialakulását.
Az SMC bevált, kiváló minőségű, nagy belső térfogattal rendelkező megoldásokat kínál, melyek mindegyikét szakképzett értékesítési csapatok támogatják. Nagy választék áll rendelkezésre, amely sokféle lehetőséget és méretet fed le. A SMC leválasztó szelepek jellemzőinek középpontjában az alacsony energiafogyasztás áll, a folyadékba történő hőátadás elkerülésének érdekében.
Ismétlési pontosság biztosítása, szennyeződés nélkül, a folyadék hatékony keverése és adagolása az egyedi akril alaplapon keresztül
Az akril alaplap egy több rétegből egymáshoz illesztett alaplap, ami hasonló egy nyomtatott áramkörhöz, de folyadékokhoz készült. Biztosítja, hogy a minta és a reagens megfelelő arányban kerüljön az analizátorba. Ezt a megoldást érdemes előnyben részesíteni az analizátorok esetében a cső-cső csatlakozásokkal szemben, mivel számos előnnyel jár. Például egy akril alaplap nagymértékben csökkenti a kapcsolódások, csatlakozások számát, és leküzdi az olyan általános problémákat, mint a szivárgás és a csövek miatti hibalehetőségeket, mint például a csövek rugalmasságából adódó nyomásingadozás, ami jobb ismétlési pontosságot eredményez.
Ezek a megoldások csökkentik a folyadékkezelő-egység teljes méretét, helyet takarítva meg egy igen zsúfolt elemző készülékben, mindeközben további előnye, hogy egyszerűvé válik a vizuális ellenőrzés, például a szennyeződés vizsgálata a csatornákban.
Ezen alkatrész testreszabásának lehetősége elengedhetetlen. Minden általunk forgalmazott akril alaplap egyedi tervezésű, mivel speciális igényeknek kell megfelelnie, mint a folyadék útvonalak, a szerelési alkatrészek, a hely korlátai, az optikai tisztaság, a kémiai kompatibilitás és az áramlások. Az áramlási pályájához kapcsolódik, hogy az optimalizált ívelt kialakításunk egyenletesebb folyadékáramlást tesz lehetővé. A folyamatunk finomhangolható részében biztosítjuk a minimális holt térfogatot, a buborékképződés kockázatának minimalizálásával.
Az alaplap rétegeinek egymáshoz rögzítése nyomás és hő segítségével történik, a kémiai reakciók elkerülésének érdekében. Az általánosan használt anyagok közé tartozik az akril, de a PVC, a poliszulfon és az Ultem™ is. Koncepciónk bizonyítékaként (PoC) egy teljes működési teszten átesett alaplapot szállítunk. A testreszabott kialakítás magában foglalja az összes szükséges alkatrész beágyazásának lehetőségét, mivel ezek lehetnek nyomás- és áramlásérzékelők vagy szelepek, így egy kész „plug and play” megoldást adhatunk át.
Nagy pontosság biztosítása a mikro-adagolással
A folyadék precíz adagolása biztosítja a folyadék/gáz minták, a reagensek és mosófolyadékok áramlását és mérését. Az elektromos membránszivattyú azonos mennyiségű folyadékot biztosít minden alkalommal, amikor a mágnestekercs feszültség alá kerül, ezért tökéletes az adagoló vagy keverő megoldásokhoz.
Az elektromos folyadékadagoló szivattyúink állítható adagolási mennyiséget kínálnak, löketenként 5 µl-től egészen 200 µl-ig, az önfelszívó miniatűr szivattyúkat nagyon nagy pontosságúra tervezték, - ± 1% az ismétlési pontossága. Karbantartás nélküli kialakításuk egyszerű és tartós használatot biztosít, míg a kompakt ház helytakarékos és egyszerűbbé teszi az összetett rendszerekbe történő integrálást. A követelményektől függően konfigurálhatók különböző kémiailag ellenálló anyagokkal (a nedvességgel érintkező részek PEEK vagy PP anyagból, a membrán és a tömítések EPDM vagy FKM anyagból), annak érdekében, hogy a funkciók és a tulajdonságok optimális kombinációját biztosítsuk az adott, specifikus alkalmazáshoz.
Automatizált működés pneumatikus vagy elektromos vezérléssel
Az analizátor gyártók pneumatikus vagy elektromos megoldásokhoz fordulhatnak az automatizálási műveleteknél, mint a minták kezelése és betöltése, a reagens kamra ajtajainak nyitása, a folyadék útvonalainak mosása, valamint a használt küvetták kiadása a hulladék tartóba.
Egyre elterjedtebb az iparban, hogy az analizátorokba nem integrálnak sűrített levegős megoldásokat a zaj, rezgés, méret, karbantartás vagy szivárgás okozta problémák miatt. Bármelyik technológiát is választják az automatizáláshoz, támogatjuk az analizátor gyártókat nemcsak a pneumatikus megoldások széles palettájával, hanem elektromos hajtásokkal és vezérlőkkel is. Az elektromos automatizálás magában foglalja például az elektromos forgatókat, amelyek lehetővé teszik a folytonos, 360º-os forgást, ami ideális a minta- és a reakció tálcák pozícionálására. Kompakt és könnyű elektromos megfogókat is kínálunk állítható megfogási erővel, amelyek alkalmasak a különböző küvetták és kémcsövek mozgatására.
Mindazonáltal, ami a különbséget jelenti a folyadék-kezelő rendszerek tökéletes illesztésében, az a szakértelmünk a testreszabott tervek kidolgozásában, fejlesztésében, vagy jobban mondva, a közös fejlesztésében. A helyi mérnököket a technikai központjaink globális hálózata támogatja, hogy megtalálják a legjobb technikai ad-hoc megoldásokat minden egyes kezelő rendszerhez.
Amennyiben a pneumatikus megoldásokat részesítik előnyben, akkor az egyik kulcsfontosságú komponens a membrános levegőszárító, ami biztosítja a nedvesség eltávolítását. Ez létfontosságú funkcióval bír, mivel a sűrített levegőben már kis mennyiségű nedvesség megjelenése is bajt okozhat az elemző készülékben, csökkenti az elemek élettartamát, és valószínűsíthetően befolyásolja az analizátor megbízhatóságát. Továbbá, mivel a legtöbb analizátor alacsony nyomáson és alacsony áramláson működik, fontos figyelembe venni, hogy szükséges-e az alacsony értékeken tartott öblítőlevegő funkció alkalmazása.
A reagensek hőmérséklet-szabályozása az eltarthatóságuk meghosszabbítása érdekében
A reagens hőmérséklet-szabályozása szintén fontos lehet, különösen azoknál a nagyméretű analizátoroknál, amelyek óránként több száz vizsgálatot végeznek különféle reagensek használatával. A hűtés nélküli reagens általános eltarthatósága mindössze két nap lehet. Azonban, ha a reagenst hűtve tárolják, az eltarthatósági idő 35 napra növekszik. Sok analizátor reagenskamrái beépített hűtőkkel vagy termikus vezérlő egységekkel vannak felszerelve, hogy megőrizzék a reagensek élettartamát. Az SMC illesztett megoldásokkal felel meg ezen igényeknek.
Az analizátor folyadék-kezelő egységébe a megfelelő alkatrészek kombinációjának beépítése biztosítja a tesztdiagnosztika sebességét, megismételhetőségét és általános pontosságát. Továbbá ezen kérdések kezelése nap, mint nap javítja a tesztek költséghatékonyságát, a biztonságos működést és csökkenti a karbantartást. A tervezés korai szakaszában kulcsfontosságú a célok, kötelezettségek meghatározása a közös fejlesztés és az optimális eredmény elérése érdekében. Az SMC-nél évtizedek óta teljes mértékben részt veszünk ezekben a projektfejlesztésekben, szoros együttműködésben az elemző készülékek gyártóival. Élettudományi szakértőink készen állnak arra, hogy támogassák ezt a létfontosságú iparágat, és így kis mértékben hozzájárulhassanak a jó egészséghez és a jóléthez.
