Research Assembly Tool für Covid-19-PCR-Testkarten
Für PCR-Tests vor Ort, wie z. B. für Covid-19, hat miDiagnostics eine schnelle, kompakte Technologie entwickelt. Für die Montage der benötigten PCR-Testkarten haben wir ein halbautomatisches Research Assembly Tool entwickelt. Es basiert auf unserer Standard-Hardware- und Softwareplattform. Hierdurch wird ein schnelles Scale-up zu einem kommerziellen, vollautomatischen Betrieb sowie eine effiziente Entwicklung von Maschinen für andere Testanwendungen ermöglicht.
Halbautomatische Montagemaschine
Mit dem PCR-Test wird die enzymatische Aktivität in einer Probe gemessen, die möglicherweise genetisches Material von Covid-19 enthält. Die Probe wird in einen Mikrofluidik-Chip eingebracht, der mit einem Träger verbunden ist und so eine Testkarte bildet. Die Montage der Testkarten erfolgte zunächst manuell, aber für die zuverlässige und reproduzierbare Produktion großer Stückzahlen war eine Automatisierung erforderlich. Für die Forschungsphase im Rahmen der Entwicklung des Covid-19-PCR-Tests von miDiagnostics haben wir ein Research Assembly Tool entwickelt. Bei dieser halbautomatischen Ausführung erfolgen die Eingabe der Komponenten und die Ausgabe des Endprodukts noch manuell.
highlights
- Smart Machine Base und BRIX-Standardplattformen
- Halbautomatische Montagemaschine
- Leichte Skalierung auf vollautomatischen Betrieb
- 5 μm Wiederholgenauigkeit für die Bauteilausrichtung
- Zykluszeit von 3 Sekunden
- GMP-konform
- Elektronisches Chargenprotokoll für vollständige Rückverfolgbarkeit
Standard-Hardware- und Softwareplattformen
Wir haben dem Entwurf der Montagemaschine unsere Standard-Hardwareplattform, die Smart Machine Base, zugrunde gelegt. Diese haben wir mit Kaufteilen (Robotern, Kameras, Laser) und spezifischen Produkthaltern versehen. Ein Förderband führt die Produkthalter entlang einer Eingangskontrolle und drei Pick-and-Place-Robotern, die die verschiedenen Montageschritte ausführen. Abschließend wird auf jeder Testkarte ein QR-Code eingraviert, um die bei Medizinprodukten erforderliche Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten. Für die mechatronische Steuerung haben wir die firmeneigene Softwareplattform BRIX verwendet, die wie die SMB, auf einer modularen Architektur basiert.
Erik Heijdens
eine Nachricht senden„Unsere größten Herausforderungen waren eine hohe Genauigkeit und eine kurze Zykluszeit.“
Aufgrund des effizienten Einsatzes unserer Standardplattformen konnten wir viel Zeit auf die technischen Herausforderungen verwenden. Dazu gehörten insbesondere hohe Genauigkeit und eine kurze Zykluszeit. Im Hinblick darauf haben wir die Roboter mit direkt angetriebenen Aktuatoren ausgestattet. Dank Bildverarbeitungstechnologie gelang es uns, eine Wiederholgenauigkeit von 5 μm bei der Chip- und Trägerausrichtung zu erzielen. Diese hohe Genauigkeit ist für eine flüssigkeitsdichte Verbindung erforderlich. Um die vorgegebene Zykluszeit von drei Sekunden zu erzielen, haben wir für die Steuerung eine leistungsstarke SPS eingesetzt.