Análisis de muestras con precisión con los motores Brushless de Faulhaber

”Caso de éxito: Faulhaber provee motores Brushless para el dispositivo de análisis de muestras CYRIS®FLOX realizar pruebas de cultivo sin intervención humana y documentar los resultados”

¿Qué medicamento puede derrotar al cáncer? ¿Qué dosis logra el resultado deseado sin efectos secundarios? ¿Por encima de qué límite o dosis máxima se convierte en tóxico el medicamento? Hoy en día, estas preguntas se pueden responder gracias a las pruebas con cultivos celulares. Estos son uno de los métodos más importantes en la investigación médica. Con el sistema de pruebas automatizado CYRIS®FLOX, el trabajo en los laboratorios es mucho más fácil.

Los motores de Faulhaber aseguran que el desarrollo de las células se monitorea de cerca y sin intervención humana.

El límite de viabilidad

Salvar vidas, curar enfermedades, aliviar los síntomas – eso es lo que los medicamentos modernos hacen un millón de veces, día tras día. Pero estamos lejos de tener un medicamento para cada enfermedad. Además, el Coronavirus nos ha hecho muy conscientes de que las nuevas enfermedades se unen constantemente a las ya conocidas. Los nuevos medicamentos son, por lo tanto, necesarios, y el trabajo de desarrollo en ellos es continuo.

Por supuesto, estos medicamentos deberían ser tanto eficaces como seguros. Y, lo ideal sería que lo fuesen antes de que se hagan pruebas en seres humanos. Esta última fase, la fase de ensayo clínico, es esencial.

“Podemos, por ejemplo, determinar el valor límite por encima del cual una sustancia se vuelve tóxica para las células”, explica Márton Nagy, desarrollador de biotecnología de la empresa INCYTOИ ®, con sede en Múnich. “Esto se aplica no sólo a los medicamentos, sino también, a las posibles toxinas ambientales. Colocamos una cierta cantidad de la sustancia en la solución nutritiva que contiene el cultivo y observamos cómo responden las células. La cantidad se aumenta de forma incremental.

El análisis de muestras automatizado se puede identificar el punto crítico

Sobre la base de ciertos datos de medición y del monitoreo óptico con un microscopio, podemos identificar el punto crítico. Este valor se puede convertir al peso corporal de una persona. En la práctica, el valor límite permitido para una dosis se define generalmente como una fracción de este valor crítico. ”En la investigación farmacéutica, muchas pruebas se realizan usando células cancerosas. Con estas células, sin embargo, las tablas se giran: aquí, el objetivo es determinar qué medicamento, y en qué cantidad inhibe su reproducción o los destruye por completo.

La observación de las células es un proceso multicapa y, sobre todo, relativamente lento. Un solo ensayo toma un promedio de aproximadamente tres días. Durante este período, se realizan numerosas mediciones individuales y las células se fotografían repetidamente en intervalos cortos. Las secuencias de imágenes se pueden combinar para crear una película que muestre el curso del crecimiento celular. En este proceso se examinan: contenido del oxígeno, valor de pH y resistencia eléctrica de la capa de la célula.

Proporcionan información y disminuye el trabajo de los investigadores

Hasta ahora, estas pruebas requerían mucho trabajo manual y sólo se podían automatizar parcialmente algunos pasos. Con CYRIS ®FLOX, INCYTOИ ® ha creado un dispositivo totalmente automático que puede realizar la prueba sin intervención humana y también puede documentar los resultados.

En el corazón de la máquina se encuentra una placa de microtitulación hecha de material transparente que tiene 24 cámaras de ensayo. Estos contienen muestras celulares. Las 24 pipetas suministran a los cultivos una solución nutritiva y se alimentan de las sustancias que se van a probar. Al hacerlo, se puede seleccionar una composición diferente de la solución para cada pipeta. Cada cámara de ensayo está equipada con sensores de contenido de oxígeno, valor de pH y resistencia eléctrica.

Las cámaras de prueba se fotografían a través de una lente de microscopio.

Desarrollo de la automatización ¿ Porqué se utilizan motores FAULHABER ?

INCYTOИ ® es una Start-Up con raíces académicas. Los fundadores de la empresa trabajaron previamente en investigación universitaria. Allí, utilizaron motores de otros fabricantes para los prototipos iniciales de su dispositivo. Estos no resultaron ser adecuados y posteriormente fueron sustituidos por modelos de FAULHABER.

“Queríamos trabajar con el menor número posible de motores diferentes”, dice Matthias Moll, jefe de desarrollo, describiendo la situación inicial. “También queríamos una disposición más sencilla para el cableado. Estábamos buscando una unidad en la que los componentes electrónicos ya estén integrados.

Hasta entonces, estaban alojados en un elemento de control del brazo del robot, lo que significaba que eran necesarias muchas conexiones de cable en un elemento móvil”. Además, los motores deberían ser capaces de informar de errores.

En combinación con un Motion Controller de la serie CxD, el servomotor 2232…BX4 satisface los requisitos de los técnicos de INCYTOИ ®. Ya que, este motor de Faulhaber cuenta con un alto rendimiento, un diseño extremadamente compacto, poco peso y volumen, así como compatibilidad para uso en laboratorio.

El dispositivo de análisis CYRIS®FLOX incorpora seis motores. Tres de ellos son responsables de mover las pipetas con precisión sobre las cámaras de ensayo de microtitulación y de colocarlas en su posición justo encima de las cámaras para descargar la solución. Un cuarto motor acciona 24 pistones de aspiración, que transportan hasta 200 µl de medio de cultivo en puntas de pipeta estériles. Y, dos motores mueven el microscopio sobre una tabla XY debajo de las muestras celulares.

Precisión y confianza en continua operación

“Para seguir el desarrollo de células, la lente siempre debe estar exactamente en el mismo punto bajo la cámara de ensayo”, dice Matthias Moll. “Con la ayuda de los motores FAULHABER, podemos colocar la mesa con precisión a dos micrómetros”. Para la comparación: Un cabello humano tiene un grosor de entre 50 y 70 micrómetros.

El motor que acciona los pistones de la pipeta también debe funcionar con mucha precisión. Sólo si la cantidad de líquido corresponde exactamente a las especificaciones se pueden dar como válidos los resultados.

En los sistemas CYRIS ®FLOX, la precisión es una tarea continua. La máxima para las aplicaciones de motor es, por lo tanto, la repetibilidad. El movimiento debe realizarse repetidamente durante los días de la prueba en intervalos cortos y sin desviación. “Esperamos la máxima fiabilidad”, destaca el jefe de desarrollo. “Sólo entonces creamos las condiciones óptimas”.

”En el mundo de la automatización de laboratorios, esto es lo que se llama el tiempo durante el cual una prueba puede funcionar sin intervención humana. “Con CYRIS ®FLOX, este tiempo puede extenderse de unos minutos a horas o días. Mientras tanto, los científicos y técnicos de laboratorio altamente cualificados pueden realizar otros trabajos. Por lo tanto, la eficiencia de las operaciones del laboratorio aumenta, los costes de funcionamiento disminuyen y el dispositivo se amortiza rápidamente”.

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