Automatización del laboratorio 101: Acceso al interior con nuestro experto en la materia
En ciencias biológicas, más es más. Es fundamental obtener una gran cantidad de datos que sean coherentes y reveladores para conseguir una visión general cualitativa y cuantitativa de su modelo. Sin embargo, hay muchos problemas en la ejecución de experimentos con conjuntos de datos grandes, incluyendo la naturaleza propensa a errores de la entrada manual, el control del entorno y el consumo de tiempo, por nombrar algunos. Afortunadamente, la automatización del laboratorio puede hacer maravillas para sus proyectos de investigación.
Para aquellos que no están familiarizados con el término, la automatización del laboratorio integra nuevas tecnologías para mejorar la capacidad y la eficiencia experimentales. En lo que se refiere al concepto, suena muy bien, pero ¿cómo se traduce en la vida real?
Nos sentamos con Constantin Radu, gerente de Propuestas Globales de Molecular Devices, que abrió nuestros ojos a infinitas oportunidades de automatización de laboratorio con ejemplos de nuestras recientes colaboraciones.
¿Puede usted presentarse a sí mismo y a su función en los dispositivos moleculares?
Sí, absolutamente; mi nombre es Constantin Radu. Trabajo como gerente de Propuestas Globales en el equipo de automatización y automatización de Dispositivos Moleculares y he trabajado con la empresa durante más de cuatro años.
Antes de los dispositivos moleculares, pasaba muchos años en la industria haciendo varias pantallas. Mi carrera comenzó en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center como gerente de laboratorio y científico de automatización, implementando y monitoreando varias campañas de detección. A lo largo de los años, he adquirido mucha experiencia en el funcionamiento, mantenimiento y uso de plataformas de automatización. La experiencia me proporciona información experta sobre los flujos de trabajo científicos y la comprensión de la logística de la automatización de esos flujos de trabajo.
Mi función era trabajar con los ensayos desarrollados por los científicos y averiguar cómo gestionarlos desde una perspectiva de ingeniería. Estos ensayos se desarrollaron en placas de microtitulación. Tuvimos que detectar aproximadamente 400 000 pequeñas moléculas en miles de placas. Mi objetivo era averiguar cómo ejecutar estos ensayos en plataformas grandes.
Ese tipo de proyectos innovadores se tradujo significativamente con mi posición actual en Dispositivos Moleculares. Mi función es consultar y comprender los requisitos de aplicaciones de nuestros clientes, determinar cómo son sus flujos de trabajo y qué rendimiento desea lograr hoy y en el futuro. A continuación, propongo una solución de trabajo para sus necesidades específicas, incluyendo software de laboratorio, robótica de laboratorio y soluciones de software.
¿Por qué querrían los científicos automatizar su flujo de trabajo?
Hay muchas razones para automatizar su flujo de trabajo, pero las seis razones principales incluyen:
- Coherencia en la adquisición de datos
- Flexibilidad
- Reducir los errores humanos
- Mejora de la seguridad del laboratorio
- Aumentar el tiempo sin supervisión
- Mejora del rendimiento
Una cosa es la consistencia en la adquisición de datos. Digamos que ejecuta un curso temporal en sus placas durante 48 a 96 horas y recopila datos cada 6 horas. Esperar en el laboratorio toda la noche no es factible. En su lugar, un sistema automatizado proporciona una solución en la que las placas entran y salen de una incubadora automatizada para la obtención de imágenes o la medición en puntos temporales programados.
Un brazo robótico en el sistema automático nunca se cansa, pero lo hacen los humanos. A veces nos olvidamos de leer o visualizar una placa en un momento determinado. Al final, es inconsistente para su adquisición de datos.
Otro beneficio de la automatización de los flujos de trabajo es el aumento del tiempo sin supervisión. Cuando los experimentos se ejecutan en la plataforma automática, los científicos pueden utilizar ese tiempo de forma más productiva para escribir becas, trabajar en documentos técnicos o centrarse en otros aspectos relacionados con la investigación en lugar de estar constantemente delante del banco de trabajo.
Estas mejoras finalmente conducen a resultados más presentables en plazos más cortos, lo que mejora el rendimiento, y pueden acelerar las publicaciones, que después de todo son la moneda de un científico y la clave de las colaboraciones y el aumento de la provisión de fondos. He sido testigo de primera mano de cómo la automatización del laboratorio contribuyó al flujo de creación de redes y de financiación en el Centro Oncológico de Kellanknettn.
¿Cómo añade valor la automatización del laboratorio a varios tipos de ensayos?
Un ELISA, por ejemplo, puede beneficiarse enormemente de la automatización del laboratorio y convertirse en parte de un flujo de trabajo de ensayos basado en placas de alto rendimiento. Durante la selección de células vivas con genotecas compuestas, que requieren una incubadora, el control del entorno se convierte en un gran reto porque la incubadora es muy sensible a los cambios. La temperatura debe estar a 37°C con 5% de CO 2. Si estos valores se desvían, podría arruinar el experimento. Tenga en cuenta que el propio procedimiento de prueba requiere mucho trabajo.
Después de que los clientes compraran el sistema básico de ELISA, configuramos un flujo de trabajo de ELISA listo para la automatización para ellos y siguiendo un proceso que puede parecer similar a este:
- El flujo de trabajo comenzó con la manipulación automática de líquidos para la dosificación de muestras y reactivos. También implicó un sellador térmico automático que retuvo la temperatura y evitó la evaporación durante la incubación.
- Las placas se transfirieron a peladores de sello, seguidos de una arandela de microplacas automática, realizando el lavado simultáneo de placas de 96- y 384- cavidades.
- El flujo de trabajo generó automáticamente lecturas de absorbancia en los lectores de microplacas utilizados para calcular la concentración de antígeno objetivo de las muestras.
La idea principal es que el flujo de trabajo automático proporcionó facilidad y tranquilidad a lo que habría sido un procedimiento muy intrincado en cada paso del camino.
Considero que el desarrollo de líneas celulares es otro ejemplo perfecto en el que podemos beneficiarse de la automatización porque se caracterizan y analizan hasta millones de celdas. Desarrollamos flujos de trabajo de selección de clones automáticos, lo que permite un desarrollo de líneas celulares sin problemas a partir de clones procedentes de células individuales, al tiempo que garantiza que todos los clones produzcan altos niveles de proteína objetivo. Una vez más, la solución integrada implicó la coordinación entre la impresión de una célula, el generador de imágenes, el lector de microplacas y la incubadora automática. Puede Más información información sobre nuestras soluciones de selección de clones de alto rendimiento en nuestro sitio web, pero al igual que en el ejemplo de ELISA, acaba ahorrando mucho tiempo y recursos.
¿Puede describir su participación en el Centro de Innovaciones de Organoides de los Dispositivos Moleculares?
Mi participación comenzó con una colaboración entre Molecular Devices y el Centro de Ciencias Madre y Organoides (CuSTOM) de Cincinnati. Básicamente, nos acercamos a ellos para identificar sus necesidades y objetivos. En aquel momento, su grupo de investigación era pionero en la investigación de organoides. Querían automatizar su flujo de trabajo para el cultivo de células en 3D y la selección de organoides para mejorar sus resultados de investigación en medicina personalizada.
Los instrumentos que utilizaron, incubadora, ambiente y herramientas de almacenamiento, no eran nada nuevo. Sin embargo, nuestras metodologías de flujo de trabajo automatizado les ayudaron a optimizar la comunicación entre estos instrumentos.
Posteriormente, nos dimos cuenta de una tendencia común entre nuestros nuevos clientes: un deseo de trabajar con muestras relevantes desde el punto de vista biológico, como los organoides. El reto era que no supieron cómo obtener resultados reproducibles. Además, no había ningún procedimiento estándar para hacer crecer, visualizar y analizar estas muestras complejas.
Con el establecimiento del Organoid Innovation Center (OIC), comenzamos a ayudar a nuestros clientes demostrando flujos de trabajo automáticos en 3D para sus ensayos específicos en tiempo real. CuSTOM fue capaz de presenciar cada paso, desde el cultivo de células hasta la diferenciación y la selección.
Antes de la selección, también ejecutamos pruebas de estabilidad en sus reactivos. Es posible que alguien haya tenido que venir a ciertos intervalos para preparar nuevos amortiguadores, por lo que probamos cuánto tiempo un amortiguador permanecería estable. También formamos a nuestros clientes sobre cómo utilizar sus flujos de trabajo designados y ejecutar pruebas de estabilidad.
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En resumen, el OIC se ha convertido en una plataforma para que nuestros clientes den vida a sus objetivos de investigación y a las metodologías deseadas.
¿Qué hace que los dispositivos moleculares sean diferentes de los de la competencia a la hora de personalizar soluciones de laboratorio automáticas?
En Molecular Devices, nos tomamos el tiempo necesario para profundizar en los flujos de trabajo de nuestros clientes y comprender la aplicación y el objetivo final. Demostramos una simulación de modelo de su flujo de trabajo ideal. Lo que resulta fascinante de la automatización del laboratorio en el OIC es su capacidad para simular los pasos manuales que un miembro del laboratorio realizaría para la investigación de los organoides. Esta característica hace que esa demostración sea más convencida. También ofrecemos informes escritos de nuestros instrumentos y pruebas de flujo de trabajo posteriormente. A continuación, los clientes se sienten seguros de que este flujo de trabajo encaja bien.
Nuestros ingenieros de servicio proporcionan asistencia al cliente en todo el mundo 24/7. Además, nuestro equipo de servicio es el mejor de su clase y ofrece soporte continuo después de la instalación.
Obtener apoyo global a tiempo de una empresa con base en EE. UU. puede ser difícil. Por ejemplo, solía trabajar en un laboratorio de investigación en Corea del Sur, pero el soporte de ingeniería venía de Alemania y las piezas de Singapur; tardaría varios meses en reparar nuestros procesadores de imágenes. En Molecular Devices, trabajamos diligentemente para eliminar los retrasos que surgen de diferentes zonas horarias.
Otro ejemplo destacado de nuestras soluciones automáticas es la flexibilidad con sistemas de automatización de laboratorio integrados. Utilizamos instrumentos de dispositivos moleculares y otros instrumentos de terceros que satisfacen las necesidades científicas del investigador.
¿Cuál es el futuro de la automatización del laboratorio?
La automatización no es nueva; se ha utilizado desde mediados de los 90 para la selección de fármacos. La diferencia entonces era que había varios proveedores que desarrollaban cámaras y placas de diferentes tamaños, por lo que no todas las automatización de laboratorio eran compatibles con todos los instrumentos.
La automatización del laboratorio tiene un enorme potencial y espacio para los descubrimientos. El siguiente objetivo es mejorar la experiencia del usuario a través de robots móviles sofisticados que podrían ayudar a los científicos mientras ejecutan los flujos de trabajo o trabajan codo con codo con los investigadores.
Lo sé por experiencia que para cuidar sus células, a veces necesita ir al laboratorio los sábados y domingos. Con las restricciones de la COVID-19, las horas de trabajo deben ser más flexibles para los investigadores. La automatización del laboratorio será útil, en especial en la nueva normalidad, por lo que no tendrá que estar físicamente en el laboratorio a diario y las 24 horas. La automatización dará lugar a la productividad, gracias al aumento del tiempo de autonomía, lo que le permitirá realizar múltiples tareas, ya que la robótica automatizada hará la mayor parte del trabajo pesado.
Explorar sistemas preparados para automatización
Independientemente de la pregunta o aplicación científica que se tenga entre manos, un flujo de trabajo automático puede dar respuestas más rápido. Al integrar la tecnología líder de todo el sector en una célula de trabajo flexible y personalizable, los investigadores pueden optimizar en gran medida su tiempo en el laboratorio y liberar recursos para otras tareas críticas, acelerando el descubrimiento.
Conozca los flujos de trabajo de laboratorio listos para la automatización en una solución de selección de alto rendimiento de extremo a extremo para lo siguiente:
- Cribado celular de alto contenido
- Cribado de clones de alto rendimiento
- Biología de las células y las proteínas
https://main--moleculardevices--hlxsites.hlx.page/service-support/lab-automation-solutions
Desde incubadores, manipuladores de líquidos y robótica para software y hardware personalizados, y con más de 35 años de experiencia en el sector de ciencias de la vida, puede contar con nosotros para suministrarle productos de calidad y proporcionarle asistencia en todo el mundo.
Nuestros equipos de Global Professional Services se esfuerzan por obtener la fidelidad de los clientes a través de la habilitación de su éxito con personas capacitadas y soluciones innovadoras. Desde nuestro soporte técnico de nivel de Ph.D. hasta nuestros ingenieros de servicio de campo formados y certificados por expertos, hemos creado un equipo de primera clase para apoyar las búsquedas de nuestros clientes, para que puedan ayudar a responder a las preguntas más importantes de las ciencias de la vida.