실험실 자동화는 실험실 프로세스 시간 단축/ 생산성을 높힘/ 데이터 품질을 높힘.

로봇 시스템, 마이크로플레이트 리더, 자동 시료 주입기, 세포 카운터 등을 포함한 많은 기술이 적용됨.

실험실 자동화는 여러 가지 이유로 매우 중요합니다. 

하나는 직원의 시간을 절약한다는 것입니다. 

반복적인 작업을 준비하는 데 소요되는 시간을 줄이면 연구원들이 더 흥미롭고 까다로운 작업을 수행할 수 있는 시간을 확보할 수 있습니다. 

또한 반복적인 동작 부상의 위험을 줄입니다. 

실험실 프로세스 자동화는 인적 오류를 크게 줄여 보다 정확하고 일관된 결과를 생성할 수 있습니다. 

이러한 자동화 이점은 운영 비용 절감, 처리량 증가, 데이터 품질 향상과 동일하게 결합되었습니다.

실험실 프로세스를 자동화하는 것은 상당한 투자가 될 수 있으므로 실험실 요구 사항과 예산뿐만 아니라 다른 요소도 고려하는 것이 중요합니다. 

이러한 요소에는 장비 제조업체가 제공할 지원, 자동화된 계측에 필요한 공간과 사용 가능한 공간, 장비 조정 가능성등을 포함합니다.

Laboratory automation significantly reduces laboratory process times, enhances productivity, and improves data quality. 

It incorporates a wide range of technologies, including robotic systems, microplate readers, automated sample injectors, and cell counters.

Laboratory automation is crucial for several reasons. One key benefit is that it saves time for staff. By minimizing the time spent on preparing repetitive tasks, researchers can focus on more engaging and challenging work.

It also reduces the risk of repetitive strain injuries. Automating laboratory processes dramatically decreases human error, resulting in more accurate and consistent outcomes.

These automation benefits are closely tied to reduced operational costs, increased throughput, and enhanced data quality.

While automating laboratory processes can require significant investment, it is important to consider laboratory needs, budget, and other factors.

These include the level of support provided by the equipment manufacturer, the required and available space for automation instruments, and the adaptability of the equipment.

자동화/통합 워크셀 (Automated / Integrated Workcell)

자동화/통합 워크셀 자동화된 작업셀은 다양한 실험실 프로세스를 간소화하고 자동화하도록 설계된 자동화 및 소프트웨어 솔루션과 통합된 작업 시스템. 

제약, 제조 및 의료 산업에서 자주 사용되는 자동화된 작업셀은 통제된 환경에서 자율성을 제공하여 처리량과 분석 정확도를 높힘. 

로봇 작업셀은 마이크로플레이트 이동, 적층, 분석 및 세척과 같은 프로세스를 자동화하여 수동 작업의 이점을 제공. 

단백질, DNA 또는 RNA 분석에 일반적으로 사용되는 통합 작업 셀은 비용을 절감하면서 생산성과 정확성을 높이는 탁월한 실험실 기기.

자동 세포 카운터 (Automated Cell Counter)

자동 세포 카운터는 주어진 시료 내 세포를 자동으로 정량화할 수 있는 분석 기기. 

자동화된 세포 계수기는 연구원이 혈구계에 의존하는 보다 전통적인 세포 계수 기술에서 흔히 발생하는 인적 오류 및 처리 시간을 줄이는 데 도움이 됨. 

자동화된 세포 계수기는 일반적으로 광학 또는 임피던스 센서를 사용하여 세포를 계수하며 많은 모델에는 세포 크기 또는 생존율을 분석하기 위한 추가 기능이 포함. 

자동 세포 카운터는 많은 생명 과학 실험실의 필수적인 부분이며 혈액 분석 또는 소변 검사와 같은 테스트에 사용. 

기능은 샘플 크기 요구 사항, 수량 및 분석할 수 있는 세포 유형을 포함한 다양한 자동화된 세포 카운터 간에 다를 수 있음. 

또한 다양한 모델에는 추가 분석을 위해 데이터를 저장하고 내보낼 수 있는 서로 다른 데이터 관리 기능이 있음.  

자동 DNA 시퀀서 / DNA 시퀀싱 시스템 (Automated DNA Sequencer / DNA Sequencing System)

HIV-1과 같은 바이러스는 끊임없이 진화하고 있기 때문에 이러한 병원체에 대한 치료법을 찾는 것은 끝없는 경쟁이 되고 있음. 

DNA 염기서열분석 시스템은 양방향 유전자 염기서열분석 데이터를 제공하여 바이러스 프로테아제 및 역전사효소를 분석할 수 있도록 함으로써 

이 경쟁에서 우위를 점할 수 있음. 

자동화된 DNA 염기서열 분석기는 잠재적으로 새로운 약물 내성 유전자 세그먼트를 식별하도록 구성된 알고리즘을 활용. 

일부 자동화된 DNA 염기서열 분석기는 확장 가능한 반도체 기술을 통합하여 값비싼 광학 장치 및 생화학 시약의 필요성을 방지 함. 

뉴클레오티드의 통합은 양성자의 방출을 초래하며, 이는 반도체 검출기가 프로세스를 전압으로 변환함에 따라 DNA 시퀀싱 시스템에서 감지할 수 있음. 

전압은 첨가된 뉴클레오티드가 DNA 템플릿의 열린 위치와 일치할 때만 생성되기 때문에 전압 펄스 시퀀스와 뉴클레오티드 첨가의 시간적 상관 관계가 시퀀스를 나타 냄. 

자동화된 DNA 염기서열 분석기에서 고려해야 할 중요한 기능에는 시료 부피, 용량, 분석 시간 및 처리량이 포함 됨.

자동 마이크로플레이트 라벨러 (Automated Microplate Labeler) 

자동 마이크로플레이트 라벨러는 이름에서 알 수 있듯이 마이크로플레이트를 자동으로 라벨링하는 데 사용됨. 

마이크로플레이트를 사용하는 진단 또는 연구와 같은 모든 실험실은 자동화된 마이크로플레이트 라벨러의 이점을 누릴 수 있음. 

마이크로플레이트의 라벨은 어떤 플레이트에 무엇이 포함되어 있는지 추적하는 데 도움이 되므로 실험실에서 실수를 피할 수 있음.

자동 마이크로플레이트 씰러 (Automated Microplate Sealer) 

자동화된 마이크로플레이트 씰러는 마이크로플레이트 위에 자동으로 씰을 배치하여 웰을 외부 오염으로부터 보호하는 도구. 

의료, 교육 및 연구 실험실에서 사용되는 자동 마이크로플레이트 씰러는 마이크로플레이트가 사용되는 모든 곳에서 유용할 수 있음. 

투명, 알루미늄 기반, 영구, 탈착식, 멸균 또는 비멸균 씰을 포함하여 사용할 수 있는 여러 유형의 씰이 있음.

자동 시료 보관 (Automated Sample Storage)

생명 과학 연구에서 일반적으로 사용되는 자동 시료 보관 시스템은 시료의 불필요한 온도 순환을 피하면서 실시간으로 시료를 추적, 모니터링 및 분주하는 데 사용. 

자동 시료 보관 시스템은 크기, 용량 및 기능이 크게 다를 수 있지만 대부분의 시스템에는 시료 안정성을 개선하기 위해 설정 온도를 유지하는 기능이 포함. 

많은 자동 시료 보관 시스템은 필요한 시료를 분주하는 동시에 다른 시료가 위험한 온도 순환을 방지하는 동시에 자동 시료 회수 기능을 제공. 

자동 시료 보관 장비를 비교할 때는 모델이 -20°C에서 40°C까지 다양할 수 있으므로 온도 범위가 시료의 보관 요구 사항과 호환되는지 확인. 

현재 LIMS 또는 시료 추적 시스템을 사용하는 실험실에서 특정 모델은 이러한 기존 시스템에 통합을 제공하여 워크플로우에 간소화된 추가 기능을 제공.

자동 고체상 추출 시스템(SPE 시스템) Automated Solid Phase Extraction System (SPE System)

SPE 시스템이라고도 하는 고체상 추출은 시료 채취와 분석 사이의 간극을 메우는 분리 공정. 

고체상 추출 원리는 크로마토그래피 공정을 기반으로 하며 크로마토그래피 공정과 매우 유사함. 

분리를 강화하기 위해 다른 분석 기법 및 준비 방법과 결합되는 경우가 많은 고체상 추출 절차에는 액체 혼합물에 용해 또는 현탁하여 물리적 및 화학적 특성에 따라 다른 화합물에서 분리된 화합물이 포함. 

자동화된 고체상 추출 외에도 순상 SPE, 역상 SPE 및 이온 교환 SPE를 포함하는 다양한 추출 하위 유형이 있음. 

고체상 추출 시스템은 소변, 혈액, 물, 음료, 토양 및 동물 조직을 포함한 다양한 샘플에서 관심 화합물을 분리하는 데 사용.

자동시료주입기 (Autosamplers)

자동 시료 주입기는 수동 샘플링 및 주입을 대체하여 시료를 자동으로 선택하고 기기의 주입구에 삽입. 

작업자의 시간을 절약하는 것 외에도 자동 시료 주입기는 오류의 원인을 제거하고 특히 매우 적은 부피로 작업할 때 더 나은 재현성과 정확성을 제공. 

자동 시료 주입기는 액체 주입, 정적 및 동적 헤드스페이스, SPME, 퍼지 및 트랩과 같은 GC 응용 분야와 액체 주입, 시료 전처리 및 분획 추출을 포함한 HPLC 응용 분야에 사용할 수 있음. 

그들은 의료 및 법의학 실험실과 환경, 제약 및 식품 산업에서 사용됩니다. 자동시료주입기는 바이알, 튜브, 마이크로타이터 플레이트 및 PCR 플레이트를 처리할 수 있음. 

시료 용량은 다양하지만, 720개의 시료를 수용할 수 있는 최대 8랙 유닛에 도달할 수 있으며, 소량 및 대량 응용 분야(0.1 - 5000 μL)를 위한 기기에 사용할 수 있음. 

옵션에는 통합 교반 장치, 최소한의 벤치 공간을 필요로 하는 수직 구성, 쉐이킹 기능 및 비금속 시료 채널이 포함됩니다. 쉽게 프로그래밍할 수 있는 필드 샘플러도 사용할 수 있음.

크로마토그래피 시료 전처리 시스템 (Chromatography Sample Preparation Systems) 

크로마토그래피의 세계에서 시료 전처리는 결과의 품질에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 중요한 단계. 

시료 준비의 목표는 시료 매트릭스에서 관심 분석물을 추출하여 가능한 가장 농축된 형태가 되도록 하는 것. 

이 과정에는 시료의 복잡성과 농도 수준에 따라 용해, 화학적 분해, 여과 및 세척이 포함될 수 있음.

→ HPLC 시료 전처리 

HPLC 시료 전처리고성능 액체 크로마토그래피는 많은 실험실에서 사용되는 중요한 정제 분리 방법이지만, 그 성능은 종종 시료 순도에 따라 달라지며, 적절한 장비 없이는 이를 달성하는 것이 어려울 수 있으며 시간이 많이 소요될 수 있음. 

HPLC 준비 시스템은 동일한 제안에서 알 수 있듯이 친수성 나일론, PVDF 또는 폴리에테르설폰 필터를 사용하여 빠르고 안정적인 여과 및 정제를 제공하려고 시도 함. 

또는 HPLC 시료 전처리 시스템에서 진공 정제를 사용할 수 있음. 

HPLC 시료 전처리 시스템은 -100 μl의 소량 또는 -100 μl 미만의 시료 부피를 처리할 수 있음.

(일부 공급업체는 <100 μl 및 >100 μl 용량으로 제품을 분리). 

HPLC 시료 전처리 시스템은 주사기 필터의 대안이 될 수 있으며, 검사 절차가 시작되기 훨씬 전에 정제를 수행.

→ IC 시료 전처리 시스템 

IC 시료 전처리 시스템이온 크로마토그래피 컬럼을 실행하는 동안 공정의 각 단계를 최적화하면 정확도가 보장되고 컬럼의 수명을 단축시킬 수 있는 샘플 컬럼의 불필요한 오염을 방지할 수 있음. 

시료 전처리 시스템을 통해 실험실은 용리액 전처리 및 시료 여과와 같은 전처리 단계를 자동화하여 시료 실행의 변동성을 줄이고 시간을 절약하며 낭비를 줄일 수 있음.

→ LCMS 시료 전처리 

LCMS 시료 전처리액체 크로마토그래피-질량 분광법(LCMS)은 유명한 정밀도와 정확성을 달성하기 위해 광범위한 시료 전처리가 필요. 

LCMS 시료 전처리 시스템은 친수성 나일론 또는 폴리에테르설폰 필터와 같은 다양한 유형의 필터가 있는 멤브레인을 사용할 수 있습니다. 

또는 HPLC 시료 전처리 시스템은 진공 정제를 활용할 수 있음. 

LCMS 시료 전처리 시스템은 100 μl의 작은 시료 부피를 처리할 수 있는 반면, 다른 시스템은 <100 μl 및 >100 μl 용량을 처리할 수 있습니다. 

키트와 같은 LCMS 시료 전처리 장비도 사용할 수 있음.

DSC 시료 전처리 (DSC Sample Preparation) 

DSC 시료 전처리는 시차 주사 열량계 분석의 정확도를 개선하기 위한 중요한 단계. 

DSC 샘플은 일반적으로 뚜껑을 밀봉하기 위해 샘플팬 프레스에 넣기 전에 샘플팬 또는 팬으로 칭량되며, 이를 통해 분말, 액체 또는 고체 샘플 유형을 사용할 수 있음. 

DSC 시료 전처리에는 분석을 위해 재료를 적절한 크기로 절단하는 작업이 포함되는 경우가 많으며, 이는 휴대용 시료 절단기로 수행할 수 있지만 자동 시료 절단기를 사용할 수 있어 

시료 변동성을 줄이고 분석 처리량을 증가시킬 수 있음. 

일반적으로 사용되는 또 다른 품목은 DSC 시료 준비 및 보관을 더 간단하게 해주는 정전기 방지 도가니 상자 임. 

대부분의 DSC 시료 전처리 장비는 DSC 자동 시료 주입기에서 사용할 시료를 전처리할 수 있어 시료 전처리 및 시료 분석을 더욱 간소화할 수 있음.

ELISA 시스템 / ELISA 워크스테이션 (ELISA System / ELISA Workstation)

시료 내 특정 단백질의 존재를 확인할 때 ELISA(효소 결합 면역 흡착 분석) 워크스테이션을 사용하는 것이 좋음. 

ELISA 시스템은 의료 및 식물 진단 테스트와 품질 관리를 위해 산업에서 사용. 

ELISA 워크스테이션은 간접 ELISA와 샌드위치 ELISA의 두 가지 주요 테스트 유형을 사용. 

간접 방법에서, 샘플은 단백질에 대해 테스트된 항원이 부착될 고체상을 통해 실행. 

그런 다음 항체가 상에 세척되어 항체가 항원에 결합할 수 있도록 함. 

그런 다음 2차 효소 결합 항체가 추가되어 1차 항체와 상호 작용하여 단백질이 존재하는 위치를 나타 냄. 

샌드위치 방법은 동일한 기본 원리를 사용하지만 항체가 이미 있는 플레이트에 샘플을 추가한 다음 2차 항체를 추가하여 두 항체 사이에 항원을 끼움.

액체 처리 장비 (Liquid Handling Equipment) 

간단한 피펫에서 실물 크기의 다기능 워크스테이션에 이르기까지 다양한 액체 처리 옵션을 통해 응용 분야에 이상적인 시스템을 선택하는 것은 놀라운 일이 될 수 있음. 

자동화 시스템은 ELISA, 시간 분해 형광, 핵산 준비, PCR 설정, 게놈 연구를 위한 차세대 염기서열 분석, TLC 스포팅, SPE 및 액체-액체 추출을 포함한 다양한 기술에 최적화할 수 있음. 

응용 분야는 약물 발견, 법의학, 재료 과학, 분자 생물학, 임상 연구 및 제약 개발을 포함하여 광범위 함. 

 액체 취급 장비의 유형에는 고정 또는 일회용 팁이 있는 디지털 및 전자식 피펫 및 마이크로피펫이 포함 됨. 

마이크로플레이트 또는 마이크로타이터 플레이트 디스펜서, 스태커, 핸들러 및 와셔; 그리고 다양한 자동화 로봇 시스템. 

일반적인 멀티채널 피펫팅 구성에는 4, 12, 96, 384 또는 1536 채널이 통합되어 있음. 

부피 범위는 현재 일반적인 마이크로리터 부피에서 나노리터 및 피코리터 수준까지 다양하며, 펨토리터 디스펜싱은 마이크로어레이 응용 분야에 사용하기 위해 더 많은 관심을 받고 있음.

액체 핸들링 로보틱스(자동화 시스템) Liquid Handling Robotics (Automated Systems)

자동 액체 처리 로봇(자동 피펫팅 시스템과 마이크로플레이트 세척기를 포함할 수 있는 장치 클래스)은 튜브 또는 웰에서 액체를 분주하고 샘플링하며, 

액체 크로마토그래피 시스템의 프런트 엔드와 같은 자동 주입 모듈로 통합되는 경우가 많음. 

이러한 중요한 노동력 절감 장치는 고처리량 스크리닝/염기서열분석(HTC), 액체 또는 분말 계량, 시료 전처리 및 다양한 종류의 바이오 분석을 위한 정밀한 시료 전처리를 제공. 

자동 피펫팅 시스템은 .5 ul - 5 L의 부피를 처리. 

이러한 장치는 대상 응용 분야에 따라 열 순환 또는 진탕 시스템을 위해 샘플을 가열 및 냉각 시스템에 공급하기 위해 구성 요소가 내장되어 있거나 주변 실험실 용품과 쉽게 통합할 수 있도록 물리적으로 구성될 수 있음. 

로봇 팔이 있는 액체 핸들러를 사용하면 외부 실험기구를 조작하도록 장치를 프로그래밍하여 시스템 사용을 확장할 수 있음. 

다른 바람직한 기능으로는 시작/정지 기능을 제어하고 화학 및 생화학 분석 및 주입 옵션에 필요한 순차적 단계를 조정하는 프로그램이 있음.

마이크로플레이트 디스펜서 / 멀티채널 피펫팅 시스템(자동 피펫팅) Microplate Dispenser / Multichannel Pipetting System (Automated Pipetting)

멀티채널 피펫팅 시스템 및 자동 피펫터라고도 하는 마이크로플레이트 디스펜서는 마이크로플레이트에 설정된 양의 액체를 자동으로 추가하는 시스템. 

마이크로플레이트 디스펜서를 구매할 때 고려해야 할 주요 사항에는 정확성, 반복성, 액체 전달 속도 및 분주량이 포함. 

자동 피펫팅 시스템을 통해 실험실은 수동 피펫팅 오류를 줄이면서 효율성을 높일 수 있음.

마이크로플레이트 이송 시스템 / 자동 마이크로플레이트 무버 (Microplate Transport System / Automated Microplate Mover)

마이크로플레이트 이송 시스템은 실험실에서 마이크로플레이트를 쌓고, 이동하고, 운반할 수 있는 로봇 또는 자동화 시스템을 제공하여 마이크로플레이트 처리를 자동화하는 데 사용. 

자동화된 마이크로플레이트 무버는 처리량을 늘리면서 연구원의 수작업 시간을 줄이려는 실험실에 탁월한 옵션 임. 

많은 마이크로플레이트 이송 시스템은 일반 분석 시스템과 통합될 수 있으며, 일단 로드되면 마이크로플레이트 분석에 대한 무인 접근 방식을 제공할 수 있음. 

자동 마이크로플레이트 무버를 비교할 때 기기의 전체 용량이 요구 사항을 충족하는지, 다양한 기기가 서로 다른 용량을 제공하는지, 용량도 마이크로플레이트 크기 또는 설계에 따라 달라질 수 있는지 확인 함. 

용매를 사용하는 실험실의 경우, 긴 작동 수명을 보장하기 위해 내용제성 재료로 구성된 자동화된 마이크로플레이트 무버를 선택. 

마이크로플레이트 운반 시스템에는 일반적으로 기기를 제어하는 지능형 소프트웨어가 포함되어 있을 뿐만 아니라 배송 시 기기를 작동할 수 있도록 간소화된 설정을 제공.

PCR 기술 (PCR Technology) 

중합효소 연쇄 반응 (PCR)는 DNA 순서의 사본의 수천에서 수백만을 생성하기 위하여 DNA의 작은 조각을 증폭하거나 베끼기 위하여 널리 이용되는 기술 및 주력 신청. 

PCR 증폭은 분자 및 유전자 분석에 필요한 상당한 양의 DNA를 생성합니다. 

PCR 검사를 지원하기 위해 다양한 기술을 사용할 수 있으며, 여기에는 열 순환기, 그래디언트 PCR 기계, PCR 워크스테이션 및 캐비닛, qPCR 기계가 포함. 

열 순환기를 선택할 때 고려해야 할 요소에는 웰 또는 튜브 용량, 온도 범위(예: 4–99 °C), 램프 속도 및 기기 프로그래밍 기능이 포함.

분자 생물학 실험실에서 가장 유용한 도구 중 하나인 PCR은 유전자 검사 및 조직 타이핑, AIDS와 같은 박테리아 또는 바이러스 검출, DNA 지문 채취 및 인간 게놈 프로젝트에서 수행된 매핑에 사용 됨.