Details

Данная работа посвящена автоматизации биомедицинских лабораторных процессов путем разработки и внедрения роботизированных процедур с целью повышения точности, скорости и воспроизводимости лабораторной диагностики. В ходе исследования были автоматизированы 12 базовых лабораторных процедур, включая установку и сброс сменных наконечников, депонирование и переустановку наконечников, дозирование, последовательное разбавление, добавление реагента с заданной скоростью, отстаивание и отделение супернатанта, герметизацию жидкостным силиконом, перемешивание, барботирование и магнитное разделение, с использованием программируемой лабораторной станции (ПЛС). Также были разработаны процедуры для изготовления микрокапельных диагностических матриц с флуоресцентными красителями Cy3 и Cy5 на 96-луночных полистироловых планшетах, как гидрофобных, так и модифицированных полиаллиламином для гидрофильности. Для решения проблем, связанных с фоновой автофлуоресценцией и высыханием спотов, в образцы добавлялся глицерин, что значительно улучшило морфологию и стабильность спотов. Роботизированные процедуры для считывания матриц были осуществлены с применением программного обеспечения, модифицированного 3D-шасси для считывания флуоресцентных сигналов для сбора и анализа данных Данная система эффективна за счет минимизации человеческого фактора, повышая стандартизацию процессов. Это исследование вносит значительный вклад в технологии лабораторной автоматизации, предоставляя экономически эффективное и масштабируемое решение, превосходящее ручные методы по точности и скорости.

Roboticisation of biomedical laboratory proceduresThis work focuses on the automation of biomedical laboratory processes through the development and implementation of robotic procedures to improve the accuracy, speed and reproducibility of laboratory diagnostics. The study automated 12 basic laboratory procedures including insertion and resetting of replacement tips, tip depotting and reinsertion, pipetting, serial dilution, reagent addition at a predetermined rate, sedimentation and supernatant separation, liquid silicone sealing, agitation, bubbling and magnetic separation, using a Programmable Laboratory Station (PLS). Procedures were also developed to make microdrop diagnostic matrices with Cy3 and Cy5 fluorescent dyes on 96-well polystyrene plates, both hydrophobic and modified with polyallylamine for hydrophilicity. To address problems associated with background autofluorescence and spot drying, glycerol was added to the samples, which significantly improved the morphology and stability of the spots. Robotic procedures for matrix reading were implemented using software, a 3D robotic chassis and a fluorescence reader, ensuring accurate data collection and analysis. The developed system demonstrated high efficiency, minimised human error and provided standardisation of processes, resulting in a high level of control over sample handling and data analysis. This study makes a significant contribution to laboratory automation technology by providing a cost-effective and scalable solution that outperforms manual methods in terms of accuracy and speed.

• СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
  • 1.1. Развитие роботизации в биомедицине
  • 1.2. Использование роботов в биомедицинских исследованиях
  • 1.3. Модификация роботов для лабораторных задач
  • 1.4. Роботизированные процедуры анализа диагностических матриц
  • 1.5. Программное обеспечение для роботизированных систем
• ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
  • 2.1. Объект исследования
  • 2.2. Программируемая лабораторная система (ПЛС) для формирования матриц
  • 2.3. Программируемая лабораторная система (ПЛС) для считывания матриц
  • 2.4. Флуоресцентные красители
  • 2.5. Планшеты
  • 2.6. Прототип программного обеспечения
• ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ
  • 3.1. Портирование базовых лабораторных процедур
  • 3.2. Разработка процедур изготовления микрокапельных диагностических матриц
  • 3.3. Разработка роботизированных процедур считывания диагностических матриц
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ