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Robotergestütztes Antikörper-Screening

Im wahrsten Sinne des Worte „vieles“ bewirken kann die automatisierte Arbeitszelle, die Peak Analysis and Automation (PAA) für das Pharmaunternehmen UCB konzipierte und baute. Denn diese unterstützt bei der Entwicklung neuer Wirkstoffe gegen Erkrankungen des zentralen Nervensystems und immunologische Störungen. Die auf einem Roboter von Mitsubishi Electric, in Österreich vertreten durch Geva, basierende Arbeitszelle beschleunigt den Prozess der Antikörperfindung, indem sie das Screening von Milliarden von Antikörper-produzierenden B-Zellen ermöglicht.

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Diese auf einem Roboter von Mitsubishi Electric basierende Arbeitszelle beschleunigt den Prozess der Antikörperfindung, indem sie das Screening von Milliarden von Antikörper-produzierenden B-Zellen ermöglicht. Sie wurde von Peak Analysis and Automation (PAA) entwickelt und gebaut. (Bild: UCB)

Diese auf einem Roboter von Mitsubishi Electric basierende Arbeitszelle beschleunigt...

Aussichtsreiche Antikörperkandidaten müssen viele wünschenswerte Eigenschaften mitbringen – und je mehr man über die biochemischen und biophysikalischen Eigenschaften von Antikörpern weiß, desto länger wird der Wunschzettel. Die Suche nach den optimalen Eigenschaften stellt die Antikörperforschung daher vor große Herausforderungen: Um die optimalen Antikörper auswählen zu können, muss eine enorme Anzahl von Proben gescreent und anschließend getestet und bewertet werden.

In der Arbeitszelle ist das „High-Throughput-Screening“ (HTS) von Zellkulturen mit der Isolierung einzelner antigenspezifischer B-Zellen kombiniert. Hierbei kommt ein proprietäres Verfahren namens „Fluorescent-Foci“-Methode zur Anwendung.

Flexibler 6-Achs-Roboter

Durch Verwendung eines Roboters ist eine äußerst effiziente Abfrage des natürlichen Antikörperrepertoires möglich. Im automatisierten Eingangsscreening können Milliarden von Antikörper-produzierenden B-Zellen durchgemustert werden, um Leitstrukturen zu entdecken.

„Der Roboter muss die Mikrotiterplatten mit den Zellen zwischen mehreren Arbeitsstationen hin- und herfahren, jeweils mit einer Mehrachsbewegung. Außerdem muss er seine Bewegungen mit anderen Funktionen innerhalb der Arbeitszelle synchronisieren“, erläutert Dr. Malcolm Crook von PAA.

Mit
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Durch Verwendung des Robotermodells MELFA RV7-FLM-D1-S15 von Mitsubishi Electric ist eine äußerst effiziente Abfrage des natürlichen Antikörper-Repertoires möglich. (Bild: Mitsubishi Electric)

Durch Verwendung des Robotermodells MELFA RV7-FLM-D1-S15 von Mitsubishi Electric...

seinen sechs Bewegungsachsen ist der Roboter von Mitsubishi Electric sehr flexibel und präzise. Für diese Anwendung wurde er zudem auf einem Schlitten mit Kugelgewindetrieb montiert, sodass er sich innerhalb der Arbeitszelle zwischen zwei Positionen bewegen kann, um dort unterschiedliche Aufgaben durchzuführen. Durch Mitsubishi Electrics High-Speed-Netzwerk SSCNet für Motion-Anwendungen ist diese lineare Bewegung vollständig in die eigenen Bewegungsachsen des Roboters integriert.

Effiziente Vorgehensweise

Beim Roboter handelt es sich um ein RV7-FLM-D1-S15 Modell von Mitsubishi Electric – ein System, das in zahlreichen Anwendungen von der Biotechnologie und Präzisionsmontage bis hin zur Fertigung und Materialhandhabung zum Einsatz kommt. Bei einem Gewicht von nur knapp 67 kg hat er eine Tragfähigkeit von 7 kg, eine Reichweite von über 900 mm und eine Positioniergenauigkeit von 0,02 mm. Die erste Hauptachse ist um ±240° drehbar, sodass ein umlaufender Arbeitsraum erreicht wird.

Mit der hohen Schutzart IP67 ist der Roboter staubdicht und geschützt gegen zeitweiliges Untertauchen in Wasser, weshalb er auch für raue Umgebungen geeignet ist. Zudem bietet er sehr hohe Taktzeiten und verfügt über zahlreiche Sicherheitsmerkmale wie einstellbare Grenzwerte für Geschwindigkeit, Position und Drehmoment.

Ein wesentlicher Vorteil der Arbeitszelle in der Antikörperentwicklung ist, dass sie gegenüber manuellen Verfahren den Zeitaufwand für die Identifizierung von Wirkstoffkandidaten und Leitstrukturen verkürzt und
die anschließende Entwicklung therapeutisch wirksamer Stoffe beschleunigt.

Diese auf einem Roboter von Mitsubishi Electric basierende Arbeitszelle beschleunigt den Prozess der Antikörperfindung, indem sie das Screening von Milliarden von Antikörper-produzierenden B-Zellen ermöglicht. Sie wurde von Peak Analysis and Automation (PAA) entwickelt und gebaut. (Bild: UCB)
Durch Verwendung des Robotermodells MELFA RV7-FLM-D1-S15 von Mitsubishi Electric ist eine äußerst effiziente Abfrage des natürlichen Antikörper-Repertoires möglich. (Bild: Mitsubishi Electric)


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