Produktval
×

Gå till detaljer
Beställningsnummer

Mitt konto

×

Optimerad vätskehantering för analysinstrument

Optimerad vätskehantering för analysinstrument

Vem har inte hört talas om PCR-testet? In vitro-diagnostik (IVD) i allmänhet, och analysatorer i synnerhet, har alltid spelat en nyckelroll i samhället genom de tester som utförs på biologiska prover (till exempel blod, urin eller vävnader) för att diagnostisera eller utesluta sjukdomar. Covid-19 har satt fokus på IVD men de som är yrkesverksamma inom IVD visste redan att en tidig diagnos kan göra skillnad – att rätt diagnos kan göra skillnad. Nu vet vi alla.

I detta sammanhang är det inte konstigt att ett huvudmål för IVD i allmänhet, och analysatorer i synnerhet, är att de ska ge snabba såväl som exakta resultat. En anpassad vätskehantering för dessa tekniker spelar en grundläggande roll för att uppnå önskad hastighet och noggrannhet. Eftersom vätskehantering involverar många kritiska komponenter som är sammankopplade, är det viktigt att ha en kunnig partner som kan leverera beprövade lösningar för hela systemet redan i de tidiga utvecklingsfaserna. Och det är SMC.

I analysatorernas land

Låt oss definiera vad en analysator är. Detta är ett instrument eller en enhet som utför kemisk analys av prover eller provflöden för att tillhandahålla hematologiska värden (t.ex. antal röda blodkroppar, hemoglobinkoncentrationer) eller för att fastställa koncentrationen av analyter (t.ex. kolesterol, glukos).

Optimerad vätskehantering är avgörande för att säkerställa önskad hastighet, repeterbarhet och noggrannhet

Oavsett testteknik – t.ex. klinisk kemi, hematologi, immunanalys av urin, DNA, biologi, molekylär – så spelar vätskehanteringssystemet (vätskor eller gaser) en avgörande roll eftersom det bidrar till att säkerställa önskad hastighet, repeterbarhet och noggrannhet för en analysator.

En av de största tekniska utmaningarna med vätskehantering är interaktionen mellan de givna funktionerna. Detta skapar en situation där en ökning av hastigheten kan äventyra repeterbarheten. Kombinationen av hastighet och tryck kan påverka testprecisionen eftersom hastigheten ökar risken för att bubblor eller turbulens bildas, vilket påverkar repeterbarheten. Valet av optimalt konstruerade komponenter med exempelvis minimering av död volym eller kretstopologioptimering, minimerar dessa problem samtidigt som rätt kompatibilitetsmaterial för vätskekontakt kan väljas.

Säkerställ att ingen provkontaminering sker

På en analysator styr magnetventiler på/av-funktioner och flödesvägarnas riktning för olika funktioner, från vätskeprovtagningskrets till utloppskrets. Dessa ventiler hanterar flödet av blekmedel eller saltlösning som rengör testutrustningens slangar, liksom sonderna på pipetter och pumpar innan ett nytt prov kan analyseras. Det är med andra ord avgörande att minimera dödvolymen för att säkerställa att ingen kontaminering sker.

Isoleringsventilernas viktigaste egenskap är membranet av EPDM, FKM eller FFKM (Karlez™). Resten av den våta delen är tillverkad av PEEK, vilket helt isolerar dess inre delar från analysatorns flödesväg för att minska risken för kontaminering av processvätskan. Utrymmet mellan ventilens inre kammare och flödesväg är avsiktligt konstruerat för att minimera död volym, där uppfångade kemikalier kan överföras till nästa vätskeflöde för nästa test när ventilen stängs och öppnas.

Den inre flödesvägen för en LVM-ventil från SMC har släta ytor, vilket förhindrar generering av bubblor och andra flödesproblem. SMC erbjuder beprövade högkvalitativa lösningar som alla är uppbackade av specialiserade säljteam. Vi har ett brett utbud som täcker många alternativ och storlekar. Centrala funktioner för SMC:s ventiler är låg strömförbrukning för att undvika värmeöverföring till vätskan.

Säkerställ funktion och prestanda med ett anpassat akrylblock (Acrylic manifold) 

Ett ventilblock av akryl är ett flerskiktsblock motsvarande ett tryckt kretskort, men för vätskor. Det säkerställer att provet och reagenset förs in i analysatorn i rätt proportion. Denna lösning är att föredra framför rör-till-rör-anslutningar vid analyser eftersom den ger många fördelar. Till exempel minskar ett akrylblock kraftigt antalet skarvar, vilket motverkar vanliga analysatorproblem som läckor och manipulering av rör, vilket ger bättre repeterbarhet.

Dessa lösningar minskar också den totala storleken på vätskeenheten, vilket sparar utrymme i en mycket trång analysator. En ytterligare fördel är att det blir lätt att göra visuella inspektioner för att kontrollera till exempel förorening av flödesvägar.

Alla akrylblock som vi tillhandahåller är specialdesignade eftersom de måste uppfylla de specifika behoven när det gäller krets, monterade komponenter, utrymmesbegränsningar, optisk klarhet, kemisk kompatibilitet och flödeshastighetsbana. I förhållande till flödeshastighetsbanan möjliggör vår optimerade krökta konstruktion ett jämnare vätskeflöde. Under finjusteringen av vår process säkerställer vi minimering av död volym genom att hantera risken för att bubblor bildas.

Blocken monteras med värme och tryck eftersom man vill undvika kemiska reaktioner. Vanliga material är akryl, men även PVC, polysulfon och Ultem™.

Vi bygger en konceptenhet (POC) med full funktionstestning och levererar ett testat block. Den anpassade konstruktionen inkluderar möjligheten att integrera alla nödvändiga komponenter, eftersom det kan vara tryck- och flödessensorer eller ventiler. Vi levererar med andra ord en plug and play-lösning.

Säkerställa hög noggrannhet vid mikrodispensering

Precisionsdispensering av vätska säkerställer flödet och mätningen av vätske-/gasprover, reagenser och tvättlösningar. En magnetmembranpump levererar en korrekt uppmätt vätskedos varje gång magneten strömsätts och är därför perfekt för dosering eller för blandning av lösningar.

Våra magnetpumpar för vätskedispensering erbjuder justerbar pumpvolym från 5 μl till 200 μl per slag, de självprimande miniatyrpumparna är konstruerade för mycket hög precision och har en repeterbarhet på ±1 %. Deras underhållsfria konstruktion säkerställer enkel och långvarig användning, medan deras kompakta hölje sparar utrymme och förenklar integrationen i komplexa system. Beroende på kraven kan de konfigureras med olika kemiskt resistenta material (våt del av PEEK eller PP och membran och tätningar kan vara av EPDM eller FKM) för att skapa den optimala kombinationen av funktioner och egenskaper för den specifika tillämpningen.

Automatisera driften med pneumatisk eller elektrisk styrning

När det gäller att automatisera sådant som provhantering och laddning, öppna reagenskamrarnas dörrar, tvätta kretsarna och mata ut använda kyvetter i avfallsflödet kan den som bygger analysatorn använda sig av trycklufts- eller elektriska lösningar.

En ökande branschtrend för analysatorer är dock att inte integrera en tryckluftskälla på grund av buller, vibrationer, dimensioner, underhåll eller läckageproblem. Oavsett vilken automatiseringsteknik som väljs erbjuder vi ett komplett utbud av pneumatiska lösningar samt elektriska ställdon och kontroller för analysatorer. Elektrisk automation kan till exempel innehålla eldrivna roterande bord som ger kontinuerliga 360º-rotationer, vilket gör dem idealiska för indexering av hjul på prov- och reaktionsbrickor. Vi förser även kompakta och lätta elektriska gripdon med justerbar gripkraft som är lämplig för hantering av en mängd olika injektionsflaskor och provrör.

Säkerställa temperaturkontroll för reagenser för förlängd hållbarhet

Temperaturkontroll av reagens kan också vara ett problem, särskilt för storskaliga analysatorer som utför hundratals tester per timme med olika reagenser. Den normala hållbarheten för ett okylt reagens kan vara bara två dagar. Men om reagenset hålls kylt kan hållbarheten förlängas till 35 dagar. Många analysatorer är utrustade med integrerade kylaggregat eller termiska styrenheter i reagenskamrarna för att bevara reagensernas hållbarhet. För alla dessa behov räknar SMC med anpassade lösningar.

Genom rätt kombination av komponenter i vätskehanteringsdelen av en analysator säkerställs hastighet, repeterbarhet och total noggrannhet i testdiagnostiken i stor utsträckning. Dessutom leder hanteringen av dessa frågor till kostnadseffektivitet, minskat underhåll och säker drift dag efter dag. Detta är en viktig faktor i de tidiga faserna för samutveckling och för att uppnå bästa möjliga resultat. På SMC har vi samarbetat nära med tillverkare av analysinstrument i många decennier när det gäller produktutveckling. Våra Life Science-experter finns till hands och är redo att stödja denna viktiga bransch och ge vårt lilla bidrag till god hälsa och välbefinnande.

Philippe Pinto
Industry Manager Life Science, SMC Europe

Läs mer här: 
SMC:s lösningar för analysteknik

2021-maj-03