Dosieren mit System – Partnerschaft schafft Synergien in der Laborautomatisierung

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Den Dispensiervorgang automatisieren

Das von Festo entwickelte Mini-H-Portal war nicht nur die ideale Lösung für die dafür geforderten Gerätefunktionen, sondern stellt auch ein wichtiges Modul für weitere Geräteentwicklungen beispielsweise beim Dispensieren von Flüssigkeiten dar.

Der Dispensiervorgang zählt im Labor zu den Routine-Aufgaben. Eine solche, manuelle Arbeitsweise ist aufgrund der ständigen Wiederholungen für den Menschen ermüdend. Bei vorher noch komplett manuell durchgeführten Dispensiertätigkeiten konnten menschliche Fehler nie vollständig ausgeschlossen werden. Ein vollautomatisiertes Dispensierverfahren hat den Vorteil einer deutlichen Verringerung der Fehlerrate. Denn sämtliche Schritte innerhalb eines Gesamtprozesses laufen nach einheitlichen Mustern ab. Beispielsweise werden die in der Arbeitsfläche einer Plattform oder Arbeitsstation abgelegten Probenplatten mit der entsprechenden Probe befüllt. Dabei kommt die Flüssigkeit meist direkt aus einem in das System integrierten Vorratsbehälter. Die einzelnen Wells einer Mikrotiterplatte werden im Falle eines Ein-Nadeldispensierers Well für Well unterhalb der Nadel „vorbeigetaktet“, wobei die Nadel einen Hub von 0 bis maximal 3 mm ausführt (s. Abb. 3). Automatisierungstechnik sorgt für die Verlässlichkeit dieser Prozesse. Sichere Prozesse sind das oberste Credo in der Laborautomation. Eine Reduktion des Zeitbedarfs sowie der Kosten je Probe bei gleichzeitiger Erhöhung der Probenzahl ist ohne die automatisierten Verfahren kaum mehr möglich. Langfristiges Ziel von Festo ist es, einen Baukasten mit allen Komponenten für das Liquid Handling anzubieten, aus dem sich der Kunde von der einzelnen Komponente über Teilsysteme bis hin zum Komplettsystem inklusive der Steuerung entsprechend seiner Bedürfnisse bedienen kann.

Genaues Positionieren mit Massensteuerung

Bei dem bereits erwähnten Mini-H-Portal handelt es sich um ein massenoptimiertes 2-Achs-Positioniersystem mit Zahnriemen. Komplettiert wird das System durch Schrittmotoren, Motorcontroller sowie einer Mehrachssteuerung. Das Mini-H-Portal überzeugt durch seine geringe Größe, sein leichtes Gewicht, aber vor allem durch seine hervorragende Ausnutzung der Fläche, welche sich bei den Arbeiten auf engstem Raum gut eignen.

Durch den Einsatz des Mini-H-Portals mit seiner kompakten Bauweise sind kürzere Zuleitungen für Flüssigkeiten, Druck oder Vakuum möglich. Neben diesem Vorteil besitzt das Miniatursystem eine Wiederholgenauigkeit von 0,1 mm, die durch die hohe Positionierpräzision ergänzt wird. Weniger Kontaminationsgefahr spricht ebenfalls für die Kompetenz des Kompaktsystems, denn es werden die Probengefäße anstatt der angebrachten Vorrichtung bspw. Nadeln bewegt. Außerdem können den Trends der Laborautomatisierung, wie höhere Modularität sowie eine Systemintegration, mit dieser Applikation gefolgt werden. „Das Mini-H-Portal erfüllt die Wünsche unserer Kunden hinsichtlich eines kompakten, in X-Y-Richtung positionierbaren Systems, welches einfach in die jeweilige Applikation integriert werden kann“, sagt Peter Jaschke. Neben der Anwendung im Dispensiervorgang, kommt dem Mini-H-Portal auch beim automatisierten Öffnen und Verschließen von Probegefäßen eine bedeutende Rolle zu (s. Abb. 4).

Anhand dieser Beispiele wird deutlich, wie bereichsübergreifendes Know-how die richtigen Lösungen für einen gemeinsamen Erfolg garantieren.

* S. Schmid: Festo AG & Co. KG, 73707 Esslingen

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