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Automatisierung

Neuentwicklung einer vollautomatisierten Beschichtungsanlage für Diagnostika

16.11.2009 | Redakteur: Anke Geipel-Kern

Die Kavitäten der Mikrotiterplatten müssen mit hoher Präzision befüllt werden.
Die Kavitäten der Mikrotiterplatten müssen mit hoher Präzision befüllt werden.

Platz für 21 000 Mikrotiterplatten

Nun schlagen die Mikrotiterplatten – je nach Vorgabe der Anlagensteuerung – den Weg entweder in den zweiten Prozessbereich ein, was über den 90°-Bypass (Pneumatikachse) geschieht oder über die Magazinierung zur Inkubation. Verlässt eine Miktrotiterplatte den Prozessbereich, um in den Inkubationsbereich zu gelangen, tritt ein Roboter in Aktion, der die Magazine oben an einem Kugelkopf greift, unten stabilisierend führt und diese an einen vorgegebenen Palettenplatz von oben vertikal einlagert. Der Inkubationsbereich bietet mit zwölf Palettenplätzen, die jeweils 35 Magazine aufnehmen können, Platz für 21 000 Mikrotiterplatten.

Für die Verwaltung des Inkubationsbereichs arbeitet der Roboter mit eigener computerbasierter Steuerung, die mit den drei Prozessbereichen „kooperiert“. Die Daten der Mikrotiterplatten, die Einlagerungszeit und die Verwaltung der Lagerplätze sind autonom und vollautomatisch gesteuert.

Das Be- und Entladen der Magazine per Roboter geschieht im Schnitt innerhalb von 15 Sekunden. Die Einlagerungszeit der Mikrotiterplatten im Inkubationsbereich beträgt zwischen 10 Minuten und 36 Stunden, je nach Diagnostik-Flüssigkeit. Diese spezifische Zeit benötigen die Liquida, um in die Randbereiche der Kavitäten einwirken zu können, sodass sich eine definierte Beschichtung – in Verbindung mit den noch folgenden Arbeitsschritten – erzeugen lässt. Diese Inkubationszeiten sind in der Lagersteuerung hinterlegt, und die Mikrotiterplatten werden anschließend automatisch vom Roboter in den Verarbeitungsprozess zurückgeführt.

Nach dem FIFO (First-in-first-out)-Prinzip werden die Mikrotiterplatten in den zweiten Prozessbereich eingebracht, ein Destacker und ein Zwischenspeicher stehen hierfür bereit. Andere Mikrotiterplatten wiederum erreichen den zweiten Prozessbereich direkt über die Bypass-Variante, je nachdem, welche Verarbeitungsschritte die Anlagensteuerung für das Produkt vorgibt. Insgesamt verfügt der zweite Prozessbereich über vier Absaugstationen sowie vier Zeit-Druck-Stationen. Die einzelnen Dosiersysteme sind identisch zu dem des ersten Prozessbereichs aufgebaut.

Der dritte Prozessbereich, der entweder nach einer weiteren Inkubationszeit oder direkt angesteuert wird, beginnt nach dem schon bekannten Destackerprinzip. Die Mikrotiterplatten durchlaufen hier nun drei Absaugstationen und drei Zeit-Druck-Füllstationen sowie die 100%-Inprozesskontrolle. Es folgen zusätzliche Trocknungsstationen sowie eine weitere Absaugstation. Die Trocknungsaspiratoren sind mit größeren Nadeln zum Trocknen der „Töpfchen“ (Kavitäten) ausgestattet. Nach diesem Verfahren befinden sich noch maximal 0,03 µl Flüssigkeit in einer Kavität.

Fertig beschichtete Mikrotiterplatten gelangen über einen Transfer zur Entladestation. Mit Linearmotoren werden die Platten hier in Stapel zwischen 10 und 25 Stück aufeinander geschichtet und anschließend an zwei parallel verlaufende Bänder unterbrechungsfrei übergeben. Ein Bediener entnimmt die Stapel von den Bändern.

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