L'automatisation des laboratoires accélère le diagnostic du Sars-CoV-2
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La première femme scientifique au monde révolutionne la biotechnologie aujourd'hui. elle s'appelle Agamed et a déclaré la guerre au Covid-19. Celui du même nom robot a été développé à l'Institut de chimie bioorganique de l'Académie polonaise des sciences (ICHB PAN) avec la participation de partenaires technologiques Mitsubishi Electric, Perlan Technologies et Labomatica pour des applications dans le automatisation de laboratoire Les
Contenu
- Agamede contre le Covid-19
- Automatisation de laboratoire avec intelligence artificielle
- Robot de laboratoire développé à l'origine pour Epicell
- Evaluez 15.000 XNUMX tests en une journée
- Robotique, contrôle et logiciel d'une seule source
- antiquité et futurisme
- Laboratoire salle blanche avec un nouveau look
Agamede contre le Covid-19
Le robot de laboratoire peut tester chaque jour des milliers d'échantillons individuels. Avec Agamede le Diagnostic du Sars-CoV-2 être accélérée de manière significative. En outre, il devrait contribuer à la recherche de nouveaux médicaments, à la création de recettes cosmétiques et au développement de thérapies individualisées pour les patients atteints de cancer - basées sur les dernières solutions d'automatisation et Intelligence artificielle (IA).
Moteurs à courant continu et autres moteurs de précision pour la technique médicale
Agamede est considéré comme le première femme scientifique de l'histoire. Homère les a dans l'Iliade au 12ème siècle avant JC. décrit comme quelqu'un qui connaissait les pouvoirs de guérison de toutes les herbes et savait comment les mélanger correctement. Agamede est l'homonyme de l'automatisation de laboratoire développée à l'Institut de chimie bioorganique de l'Académie polonaise des sciences (ICHB PAN).
Automatisation de laboratoire avec intelligence artificielle
La particularité d'Agamede n'est pas que une communiquation automatisée du travail de laboratoire lui-même, mais l'intégration de l'automatisation et de l'IA utilisée pour l'interprétation des données Logiciel de jeu de gènes par Labomatica est utilisé. Cette combinaison fait du système automatisé une boucle fermée. Dans ce document, des robots de laboratoire préparent des expériences, lisent les résultats à un moment précis et interprètent les données en vue du prochain cycle de test. L'opérateur n'a plus qu'à définir ses questions, concevoir l'installation d'essais et surveiller le fonctionnement de l'installation automatisée – XNUMXh/XNUMX et XNUMXj/XNUMX.
L'avancée décisive de ce nouveau type de robot de laboratoire est qu'il n'est plus nécessaire qu'une personne en fin de cycle réalise l'analyse subjective des résultats et planifie la prochaine série d'essais. « Agamede, en revanche, interprète grâce au module pour Intelligence artificielle les expériences sans participation humaine, basées sur des modèles mathématiques ». Radoslaw Pilarski, PhD, inventeur et ingénieur en chef du système.
« Agamede peut être utilisé par les laboratoires centraux de diagnostic, les laboratoires pharmaceutiques en développement de médicaments, les laboratoires d'oncologie à la recherche de thérapies personnalisées pour les patients, mais aussi dans les départements R&D des entreprises chimiques et biotechnologiques pour optimiser les bioprocédés », ajoute M. Pilarski
Robot de laboratoire développé à l'origine pour Epicell
L'ICHB PAN a commencé à développer le robot de laboratoire en 2015. L'automatisation du laboratoire a été initialement développée pour un projet du consortium Epicell (Institut de chimie bioorganique PAS, Institut de génétique humaine PAS et trois hôpitaux de Poznań) financé par le Centre national de recherche et de développement (NCBiR) dans le cadre du programme "Strategmed" Prévention et traitement des maladies liées au mode de vie a été promu.
L'objectif du projet de recherche était le développement de supports optimisés pour des applications automatisées Collection de cardiomyocytes à potentiel thérapeutique à partir de cellules souches pluripotentes induites (Ipscs), préalablement obtenues au sein des processus de différenciation des cellules musculaires ou des myocytes.
Pour un excellent mixage pop de vos pistes il est primordial de bien Consortium Epicell combine une expertise dans le domaine des modulateurs épigénétiques à petites molécules et une expérience dans la reprogrammation cellulaire. À cette fin, il a mené des études sur le développement futur de méthodes de transformation des ipsc induites à des fins de médecine régénérative, telles que l'implantation ciblée dans le cœur des patients après un infarctus. Ceci est destiné à rétablir le débit cardiaque avant l'infarctus.
Le nombre d'expériences nécessaires pour trouver un Cocktail de modulateurs épigénétiques à petites molécules le concevoir était un défi. Dix composants du cocktail et dix concentrations différentes ont nécessité 10 millions d'expériences.
"Avec Agamede, la bonne combinaison de connexions a été recherchée dans un système multidimensionnel de solutions et la composition du support de reprogrammation 'Epicell One' a été développée à partir de cela." Pr Wojciech T. Markiewicz, chef de file du projet Epicell.
Evaluez 15.000 XNUMX tests en une journée
La situation a ensuite changé fin mars 2020. L'Institut de Chimie Bioorganique s'occupe des acides nucléiques d'ADN et d'ARN depuis le tout début de son existence. Cela lui a donné toutes les chances de faire face aux Diagnostic Sars-CoV-2 traiter.
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"Notre institut a été le premier en Pologne à développer un test pour détecter le Sars-CoV-2 - Medipan", déclare Professeur Marek Figlerowicz, Directeur de l'ICHB PAN. "Nous avons rapidement décidé de combiner l'automatisation d'Agamede avec nos tests et développé un protocole de diagnostic à haut débit qui nous permet de tester 15.000 XNUMX échantillons en une journée. C'est du moins le potentiel, car l'ICHB PAN en tant qu'entité scientifique n'a pas de diagnostic accrédité C'est un très bon résultat, car lors de l'analyse manuelle d'échantillons, une seule personne ne peut traiter que quelques centaines d'échantillons au maximum."
Robotique, contrôle et logiciel d'une seule source
Mitsubishi Electric, Perlan Technologies et Labomatica ont été les partenaires du projet de l'automatisation du laboratoire Agamede. Mitsubishi Electric a participé avec un 6 essieux robot, Commandes API et le logiciel Melfa Basic. la Les robots industrielsest le composant central du système avec sa longue portée de bras. Il reproduit le travail d'un technicien de laboratoire et fait fonctionner en continu les analyseurs en fonction des protocoles d'essais saisis dans le logiciel de contrôle par l'opérateur.
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Un intégré ensemble d'outils robotiques permet des expériences à micro-échelle sur des microplaques 96 et 384 puits. Cette suite comprend des chargeurs de plaques et de pointes, des incubateurs industriels de culture cellulaire, stations de pipetage, Barcode-Scanner, étiqueteuses, soudeuses de plaques, spectrophotomètres et lecteurs de fluorescence.
Microscope confocal automatisé
Le microscope confocal automatisé HCA a une place particulière dans l'équipement quatre canaux de fluorescence une. Pour la communauté biotec, ce microscope est l'équivalent du télescope Hubble dans le microcosme. Il photographie et analyse des millions de cellules et de structures tissulaires avec une efficacité et une qualité similaires. Le dispositif est complété par un doseur acoustique pour le dosage Quantités de liquide de l'ordre du nanolitre. La distribution de ces petits échantillons réduit rapidement les coûts de recherche et augmente le débit. Le distributeur vous permet de mener des expériences avec une collection de plus de 115 000 composés chimiques.
« En mettant en œuvre le premier système avancé de ce type en Pologne, le robotique Combiné avec des équipements de laboratoire, nous avons bénéficié de notre expérience internationale. « Le soutien de la structure internationale de Mitsubishi Electric dédiée aux projets innovants a été très utile », déclare Romain Janik, coordinateur de solutions pour l'industrie des sciences de la vie en Pologne. S'il se souvient du travail du projet aujourd'hui, il parle de la forte pression du temps. « Nous avons tous travaillé sous la pression du temps pour développer une solution qui soulagerait le plus rapidement possible les techniciens du laboratoire. Nous avons été en mesure de fournir un débit hebdomadaire de 100.000 XNUMX échantillons, ce qui est évolutif. C'est un résultat phénoménal."
De nombreuses technologies aboutissent à une innovation
"La pression du temps n'a pas facilité la tâche, qui aurait été compliquée même sans elle", résume Thomas Scholz, ingénieur en robotique chez Mitsubishi Electric. « Agamede est un projet interdisciplinaire. Il combine les technologies de l'informatique, robotique, mathématiques, chimie, biologie et design industriel. Les solutions automatisées qui y sont utilisées sont innovantes et uniques."
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Comme pour de nombreux projets, le le plus grand défi dans la définition de l'objectif et de la manière dont nous voulons l'atteindre. La clé pour atteindre l'objectif était de trouver un jargon commun afin que les personnes de différentes industries puissent communiquer à un niveau et clarifier leurs attentes. Il était souvent difficile de combler le fossé entre le monde universitaire, qui pense en termes abstraits, et le monde industriel, qui suit principalement un schéma fixe », explique M. Scholz.
antiquité et futurisme
Le résultat est un robot de laboratoire, qui fonctionne bien et semble intéressant. « L'identification visuelle fait référence à la Grèce antique et rend hommage aux débuts de la pensée scientifique dans notre civilisation et aux femmes de science en particulier. Nous avons ajouté des éléments futuristes à l'affiche qui visualisent le mythique Agamede. C'est ainsi qu'est née la figure d'une sculpture antique et d'un cyborg.
Le cerveau bleu brillant et le motif de mors ne font qu'un Combinaison de processus de pensée humaine et d'intelligence artificielle. Le personnage est destiné à être associé à un robot humanoïde résolvant des tâches combinatoires symbolisées par des cubes pliants à la manière d'un Rubik's Cube. Nous le plaçons sur tous les supports promotionnels, y compris les emballages de produits et les prototypes créés avec l'aide d'Agamede, explique Radosław Pilarski, PhD.
Laboratoire salle blanche avec un nouveau look
M. Pilarski souligne que la planification tient également compte de la salle de laboratoire était respecté. Une salle blanche pour la culture cellulaire aseptique est sans fenêtre et sombre dans la plupart des laboratoires. Les normes précédentes ont été brisées dans ce projet et la salle blanche a reçu un tout nouveau look avec de grandes fenêtres soigneusement scellées.
Les vitres permettent de surveiller et de contrôler le système automatisé à tout moment sans avoir à porter de combinaisons de salle blanche. L'éclairage a été mis en œuvre avec des projecteurs de scène et donne à l'appareil une accent moderne. Trois rayons de lumière en blanc, rouge et bleu se mélangent sur l'appareil d'Agamede. Les reflets mettent des accents, qui sont créés en reflétant les rayons sur des éléments métalliques. Les établis sont en Corian blanc comme neige, un matériau extrêmement lisse et malléable Composit. Les moniteurs 4K haute résolution et les caméras 4K facilitent le travail et permettent une surveillance et des expériences à distance partout dans le monde.
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