Sorgt endlich für den richtigen Druck
Höhere Anforderungen an Durchsatz und Präzision – das ist nur mit mehr Automatisierung in der Labortechnik möglich. Sensapex belieferte bereits mehr als 800 Kunden weltweit mit hochpräzisen Mikromanipulatoren, Mikroskopen und Druckreglern – von der neurowissenschaftlichen Forschung bis zur In-vitro-Fertilisation (IVF) – um nur einige Anwendungsbeispiele zu nennen. Um erfolgreich zu arbeiten, setzen die Druckcontroller von Sensapex auf den dezentralen Druck- und Vakuumerzeuger PGVA von Festo.
Viele Experimente in den Life Sciences sind auf hochpräzise und zuverlässige Drücke angewiesen. In der neurowissenschaftlichen Forschung zum Beispiel erfordern alle Schritte – von der (Virus-)Injektion in das intakte Gehirn bis hin zu Patch-Clamp-Ableitungen – eine kontrollierte Druckquelle. In der Vergangenheit haben die Forscher Druck sogar mit dem Mund erzeugt. Wenn höhere Drücke erforderlich waren, wurden Spritzen verwendet, um Druck manuell durch eine Spritze aufzubringen. Aber selbst mit Messgeräten liefert keine der beiden Methoden reproduzierbare Ergebnisse, da die Stabilität der Druckanwendung, das genaue Timing und die tatsächliche Druckhöhe erheblich variieren können.
Reproduzierbare Ergebnisse
"Wir haben die uMc-Druckregler entwickelt, um gängige Aufgaben bei biowissenschaftlichen Experimenten zu vereinfachen und zu automatisieren und gleichzeitig reproduzierbare Experimente und Arbeitsabläufe zu ermöglichen", erklärt Mika Niemi, Geschäftsführer von Sensapex. Das Unternehmen gehört zur Acuvi-Gruppe und hat seinen Sitz in Oulu, Nordfinnland. Oulu, eine Stadt unweit des Polarkreises, ist weltweit für ihre zahlreichen Hightech-Unternehmen in der Elektronikentwicklung und Biowissenschaften bekannt.
Die Umstellung auf automatisierte Druckapplizierung ermöglicht es, voreingestellte Druckniveaus für bestimmte Zeiten anzuwenden – entweder mit Hilfe interner Timer oder externer Triggersignale. Moderne Geräte ermöglichen auch ein schnelles Umschalten zwischen Über- und Unterdruck. Alle Sensapex-Druckapplikationsgeräte ermöglichen die Anwendung von extern eingestellten Druckniveaus. Dies ist zum Beispiel praktisch, um eine verstopfte Puff-Mikropipette zu reinigen oder den Druck kurzzeitig zu erhöhen, bevor mit einer Mikropipette in das Bindegewebe eingedrungen wird.
Automatisierte Pipettenreinigung
Eine weitere interessante Anwendung für Sensapex-Druckregler ist die automatische Pipettenreinigung bei elektrischen Ableitungen von Einzelzellen. Durch die automatische Pipettenreinigung kann dieselbe Patch-Clamp-Pipette bis zu 100 Mal verwendet werden. Während des Reinigungsvorgangs bewegt der uMc-Mikromanipulator die Pipette in einen speziellen Reinigungsbehälter, der das Reinigungsmittel Tergazyme enthält. Der Druckregler erzeugt einen präzisen Druck und ein Vakuum, wodurch die Pipettenspitze mit dem Reinigungsmittel gespült wird. In der Zwischenzeit kann der Benutzer andere Mikromanipulatoren und das Mikroskop während des automatischen Pipettenreinigungsvorgangs frei bedienen. Nach der Reinigung und einer optionalen Spülung bringt der Mikromanipulator uMp die Pipette automatisch in die Ausgangsposition zurück und kann sofort wieder verwendet werden.
Dezentraler Druck- und Vakuumerzeuger
Eine wichtige Komponente zur Sicherstellung einer kontrollierten und zuverlässigen Druckerzeugung ist für Sensapex der dezentrale Druck- und Vakuumerzeuger PGVA-2 von Festo. PGVA-2 bietet eine kompakte Komplettlösung für Laboranwendungen. Er integriert einen Kompressor, die Luftaufbereitung inklusive Filterung und Pufferspeicher. Für die erforderliche präzise Druck- und Vakuumregelung setzt Sensapex zusätzlich bis zu acht piezobasierte Proportionaldruckregler VEAB von Festo in seinen uMc-Druckcontrollern ein.
"Der dezentrale Druck- und Vakuumerzeuger PGVA-2 von Festo und die VEAB-Proportionaldruckregler sind also genau die Komponenten, die unseren uMc-Druckreglern die nötige Präzision und Zuverlässigkeit verleihen", erklärt Niemi.
In Anwendungen, in denen eine integrierte Regelung erforderlich ist, ist der PGVA-1 von Festo die richtige Wahl. Dieser Druck- und Vakuumerzeugertyp integriert die Proportional-Druckregelgeräte VEAB. Die Kommunikation erfolgt über einen speziell entwickelten Webbrowser auf Basis einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) oder über einen Controller. Dies ermöglicht eine einfache Bedienung und eine Druckregler-Einheit auf kleinstem Raum. Unabhängig davon, ob es sich um Laborprozesse wie das Pipettieren von medizinischen Proben oder das Dispensieren mit einem Dosierkopf handelt, bietet der PGVA eine autarke Lösung für das Handling von Flüssigkeiten in Laboranwendungen. Es wird lediglich eine 24-Volt-Stromversorgung benötigt, um eine druck- und vakuumunterstützte Lösung zu erhalten.
Über Acuvi:
Acuvi ist eine Unternehmensgruppe, die weltweit führende Systeme und Technologien für höhere Präzision und stärkere Miniaturisierung anbietet. Die Kunden sind unter anderem in den Life Sciences, in der Halbleiterindustrie und in der Hochleistungs-Optik zu finden. Die Aktien von Acuvi werden am Nasdaq First North Growth Market gehandelt.
Festo ist gleichzeitig Global Player und unabhängiges Familienunternehmen mit Sitz in Esslingen am Neckar. In der industriellen Automatisierungstechnik und technischen Bildung setzt Festo seit seinen Anfängen Maßstäbe und leistet damit einen Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung von Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft. Das Unternehmen liefert pneumatische und elektrische Automatisierungstechnik für 300.000 Kunden der Fabrik- und Prozessautomatisierung in über 35 Branchen. Wachsende Bedeutung erhalten Bereiche wie Digitalisierung, KI sowie LifeTech mit Medizintechnik- und Laborautomation. Produkte und Services sind in 176 Ländern der Erde erhältlich. Weltweit rund 20.600 Mitarbeitende in rund 60 Ländern mit über 250 Niederlassungen erwirtschafteten 2023 einen Umsatz von ca. 3,65 Mrd. €. Davon werden jährlich rund 7 % in Forschung und Entwicklung investiert. Im Lernunternehmen beträgt der Anteil der Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen 1,5 % vom Umsatz. Festo Didactic SE ist führender Anbieter in technischer Aus- und Weiterbildung und bietet seinen Kunden weltweit umfassende digitale und physische Lernlösungen im industriellen Umfeld an.
