Ratowanie życia na całym świecie dzięki niedrogim testom molekularnym

W pełni zautomatyzowane testy: oddzielny system obsługi, oparty na płaszczyznowym portalu EXCM-30, używa elektrycznego chwytaka EHPS-16 do transportu i pozycjonowania mikroplaty między poszczególnymi etapami obróbki.

Po ręcznym umieszczeniu operatorzy mogą skupić się na swoim właściwym zadaniu, czyli analizie wyników.

Oszczędzający miejsce: jedna brama zajmuje się pipetowaniem i dozowaniem płynów, a także transportem i pozycjonowaniem mikroplastrów. / Space-saving: one gantry each takes care of pipetting and dispensing liquids as well as transporting and positioning the microwell plate.

Wysoka przepustowość: dwa trójwymiarowe portale z jednostkami pipetowania i transportu zapewniają w pełni zautomatyzowany przebieg testów diagnostyki molekularnej. / High throughput: two 3D gantries with pipetting and transport units ensure a fully automated sequence of molecular diagnostic tests.

Jak wiele patogenów można wykryć w niespotykanym tempie, bez konieczności korzystania z kosztownych laboratoriów biosafety, pokazuje Fast MDx. Firma z Londynu opracowała system testowania blisko pacjenta, który skraca zwykły czas oczekiwania od 24 do 48 godzin do zaledwie jednej do dwóch godzin. Na pokładzie: technologia automatyzacji od Festo.

Fast MDx to pierwszy w pełni automatyczny, blisko pacjenta system wysokoprzepustowego testowania. W maju 2023 roku na rynek wejdzie z multiplexowym, zatwierdzonym przez CE-IVD testem na najczęstsze patogeny dróg oddechowych, Influenza A, Influenza B, RSV A, RSV B oraz Covid-19. W najbliższej przyszłości w menu testowym pojawią się kolejne asysty. Platforma testowa jest zwykle ustawiana blisko pacjenta w szpitalach, klinikach lub gabinetach lekarskich. Oszczędza czas, koszty i drogę. „Dzięki temu zainfekowani ludzie szybciej otrzymują spersonalizowane leczenie,” wyjaśnia Richard Lewis, założyciel i CEO Fast MDx.

Szybkie, spersonalizowane testy

Chociaż pandemia wydaje się nie być już głównym tematem w społeczeństwie i wśród rządów na całym świecie, nadal ważne jest dostarczanie lekarzom szybkich, wiarygodnych i spersonalizowanych wyników testów. W końcu muszą wiedzieć, jak leczyć pacjentów i kogo poddać kwarantannie, aby powstrzymać rozprzestrzenianie się chorób zakaźnych, takich jak Covid-19.

"Platforma testowa Fast MDx jest mobilna i dlatego może być używana wszędzie. Do obsługi potrzebny jest tylko jeden technik, a nie pięciu, jak zwykle w centralnym laboratorium, aby w 8-godzinnej zmianie obsłużyć do 1000 próbek pacjentów," wyjaśnia Lewis. Kolejną zaletą bliskiego pacjentowi konceptu jest znaczne odciążenie środowiska, ponieważ eliminuje się długie drogi transportowe, co zmniejsza emisję pojazdów. Ponadto próbki nie muszą być skomplikowanie podwójnie pakowane i po jednokrotnym użyciu spalane, aby zapobiec krzyżowej kontaminacji próbek.

Wszystko, co potrzebne, na pokładzie

Platforma Fast MDx opiera się na technologii automatyzacji od Festo w zakresie pipetowania i dispensowania. Zautomatyzowane systemy testowe oszczędzają czas technika i ograniczają błędy ludzkie, które są związane z ręcznym pipetowaniem setek próbek do standardowych probówek i mikro płytek. Fast MDx to w pełni zintegrowany system, obejmujący wszystko, co jest potrzebne do testu, od probówek i końcówek pipet do elektronicznego przesyłania wyników do szpitala, kliniki lub gabinetu lekarskiego, z którego próbka została pierwotnie pobrana," wyjaśnia Lewis.

Firma planuje w 2023/24 roku rozszerzyć swoją ofertę testów o patogeny szpitalne, takie jak C-Diff i MRSA, a także o testy na sepsę, na którą każdego roku na świecie umiera około 11 milionów ludzi. To także idealny system do przeprowadzania testów genomowych, które informują lekarzy, jakie testy przesiewowe powinni wykonywać na podstawie DNA pacjentów, aby wykryć choroby genetyczne we wczesnym stadium. "W ten sposób pacjenci mogą zmienić styl życia, aby uniknąć wybuchu chorób, na które są genetycznie predysponowani," wyjaśnia Lewis.

Brak związania kapitału

"Zaletą dla operatorów jest to, że system nie wiąże kapitału, ponieważ udostępniamy platformę Fast MDx bezpłatnie," mówi Lewis o swoim przedsiębiorstwie społecznym. Dzięki efektom skali jest to pierwszy na świecie system, który umożliwia dostęp do testów molekularnych i diagnostyki wszędzie, nie tylko w bogatszych krajach.

Testy na platformie Fast MDx są w pełni zautomatyzowane: do systemu należą portale obsługi z elektrycznymi osiami od Festo do precyzyjnego obsługiwania pipet i robotycznego manipulowania mikro płytkami PCR, uszczelniacz termiczny od Kbiosystems oraz opatentowany, ultra szybki termocyklator qPCR od Fast MDx, NGX2. Oprogramowanie Biosero używane na platformie integruje i steruje wszystkimi modułami, czyniąc obsługę bardzo prostą. Platforma jest bardzo kompaktowa: potrzebuje tylko powierzchni 0,7 m x 1 m. Dzięki kółkom z blokadą można ją łatwo przemieszczać z miejsca na miejsce.

Brytyjski producent specjalistycznych maszyn, Applied Automation, odpowiada za budowę całego systemu testowego oraz za wszystkie aspekty bezpieczeństwa, analizy ryzyka i oznakowania CE.

Obsługa platformy testowej Fast MDx

Operator wkłada trzy stojaki z końcówkami pipet i mikro płytkę 96-dołkową w wyznaczone miejsca na platformie Fast MDx. Zestaw do testów z wszystkimi odczynnikami i kontrolami jest po prostu wkładany do aluminiowego bloku i zatrzaskiwany. 92 próbki pacjentów w Pathtubes® są umieszczane na platformie i przez cały proces śledzone za pomocą unikalnego kodu kreskowego, naklejonego laserowo na dno każdego Pathtube®.

Podczas przygotowania próbek portal powierzchniowy EXCM od Festo pracuje w osiach X i Y. 92 próbki pacjentów są skanowane od dołu za pomocą czujników optycznych Festo, aby sprawdzić, czy wszystkie próbki są obecne. Zautomatyzowany system pipetowania, składający się z głowicy pipetującej DHOE od Festo i jednorazowego odsysacza strzykawek DHAO, jest zamontowany na planarnym portalu w osi Z. Głowica pipetująca może precyzyjnie dozować objętości w zakresie od 10 µl, a prędkość pipetowania można ustawić tak, aby można było dozować do 10 ml/s.

Przygotowuje się mieszaninę główną, nakłada ją na mikro płytkę, a próbki dodaje się do niej. Każda próbka pacjenta jest aspirowana za pomocą jednorazowej końcówki pipety, która przebija kapsułę Pathtube® Fast MDx, i pipetowana do mieszaniny głównej w zagłębieniu mikro płytki. Aby zapobiec krzyżowej kontaminacji, każda końcówka jest używana tylko do jednej próbki i następnie wyrzucana. „Przebicie pokrywy Pathtube® oszczędza dużo czasu i pieniędzy, ponieważ nie wymaga konwencjonalnych systemów otwierania i zamykania, a błędy obsługi ludzkiej, które często występują przy ręcznym pipetowaniu setek próbek do probówek, są wyeliminowane,” wyjaśnia Hannes Rösser, ekspert od techniki obsługi w Festo.

Elektroniczne chwytaki i osie w akcji

Oddzielny system obsługi, oparty na portalu powierzchniowym EXCM-30, pobiera napełnioną mikro płytkę za pomocą elektrycznego chwytaka EHPS-16 i umieszcza ją w zgrzewarce, gdzie jest uszczelniana folią plastikową. Uszczelniona płyta trafia następnie do RT-Blocka, który wywołuje konwersję RNA, jeśli jest obecne, w komplementarną DNA (cDNA).

Ostatecznie płyta trafia do termocyklatora NGX2 qPCR, gdzie odbywa się reakcja PCR i amplifikacja cDNA. NGX2 korzysta z ultra szybkiego systemu detekcji fluorescencji, aby ustalić, czy sekwencja cDNA interesującego patogenu jest obecna w jednej z badanych próbek pacjentów.

Wyniki testów są dostępne dla lekarza, który zlecił test, w ciągu 1-2 godzin w formie elektronicznej, co pozwala mu ustalić najlepszy spersonalizowany plan leczenia dla swoich pacjentów.

Bezprzewodowy generator ciśnieniowo-wacuumowy

Aby być niezależnym od zewnętrznego zasilania pneumatycznego, platforma Fast MDx korzysta z generatora ciśnieniowo-wacuumowego PGVA od Festo, który generuje ciśnienie lub vacuum o wartości +/-0,5 bar. Do pneumatycznego zasilania z rozwiązaniem ciśnieniowo-wacuumowym potrzebne jest jedynie zasilanie 24 V. PGVA integruje na małej przestrzeni mini kompresor, filtr powietrza, zbiornik i elektroniczne sterowanie ciśnieniem i vacuum, co stanowi zamknięte rozwiązanie dla obsługi płynów w automatyzacji laboratorium.

"Dzięki ścisłej współpracy między Fast MDx a Festo mogliśmy szybko i efektywnie zbudować pierwsze prototypy, mimo ekstremalnej złożoności," mówi Richard Lewis, CEO Fast MDx. "Połączyliśmy szeroką wiedzę Fast MDx w zakresie termocyklingu qPCR z sprawdzonymi portalami 3D, systemami sterowania i pipetowania od Festo."

O Fast MDx:

Fast MDx to przedsiębiorstwo społeczne, które ma na celu dostarczanie tanich, szybkich testów molekularnych wysokoprzepustowych dla wszystkich ludzi na świecie. Fast MDx zapewni lekarzom szybsze i bardziej wiarygodne wyniki, aby mogli szybciej opracować indywidualny plan leczenia dla każdego pacjenta. Firma jest spadkobiercą BJS Company, działającej od 1991 roku w zakresie termocyklerów PCR i obecnie dostarczającej większości producentów urządzeń Tier-1 szybkie, precyzyjne, srebrne wymienniki ciepła."