Azionamenti per dispositivi di analisi

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Di dimensioni compatte, offrono un elevato rapporto potenza/peso

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Azionamenti per dispositivi di analisi
Azionamenti per dispositivi di analisi

Prima di un’operazione o di un trattamento farmacologico viene utilizzato un analizzatore POC (Point of Care) per determinare parametri importanti quali i valori del sangue, la coagulazione, i valori del gas nel sangue e gli elettroliti o per verificare che i pazienti non abbiano malattie infettive come l'influenza. Per le analisi vengono utilizzate varie tecnologie, tra cui il rilevamento della fluorescenza, la reazione a catena della polimerasi (PCR) e la microfluidica. Esse svolgono un ruolo importante anche contro il COVID-19. Il test più sicuro per rilevare l'infezione da Coronavirus è il test PCR. I dispositivi di analisi per l'uso POC sono quasi interamente automatizzati e, grazie all’utilizzo di strisce reattive o kit di test, richiedono pochissima azione da parte dell'utente. A seconda della funzione del processo di analisi, vengono utilizzati sistemi di azionamento in miniatura per disporre i campioni, miscelarli con i reagenti, ruotarli, agitarli o etichettare le provette. Allo stesso tempo, i sistemi POC devono essere compatti e facili da trasportare e occupare poco spazio in loco. Nel caso di sistemi a batteria, è necessaria anche una soluzione di azionamento altamente efficiente per garantire una lunga durata di funzionamento. Gli azionamenti per queste applicazioni devono quindi essere il più compatti e veloci possibile. I micromotori DC a spazzole FAULHABER con commutazione in grafite o commutazione in metallo prezioso o i motori passo-passo rappresentano una buona scelta poiché sono di dimensioni compatte, altamente efficienti e offrono un elevato rapporto potenza/peso. Inoltre, soddisfano i requisiti in termini di elevata affidabilità, lunga vita utile, maggiore ciclo di vita del prodotto e ridotta manutenzione.

Una diagnostica rapida è decisiva

Una diagnostica rapida e altamente specifica di malattie infettive come il COVID-19 o l’influenza mediante la reazione a catena della polimerasi (PCR) rappresenta la prima scelta per stabilire rapidamente, sul posto, ad esempio in uno studio medico o in una clinica ambulatoriale, di cosa soffra un paziente. I pazienti possono così sapere velocemente se il naso che cola sia solo un’influenza o il Covid-19. Questa informazione è fondamentale poiché, in caso di Covid-19, anche le persone con cui si è venuti in contatto dovrebbero essere messe in quarantena ed un’azione tempestiva può fermarne la diffusione. Il PCR è un metodo comunemente usato in biologia molecolare: da milioni a miliardi di copie di un certo campione di RNA/DNA possono essere prodotte tramite cicli termici in un tempo molto breve.

Analisi in grandi laboratori

Rispetto a una soluzione di automazione di laboratorio centrale con pre e post-analizzatori, una soluzione POC è più conveniente, più semplice, significativamente più veloce e fornisce risultati relativamente affidabili. Inoltre, la formazione del personale è minima. Tuttavia, poiché con il POC è possibile analizzare un solo campione alla volta, il rendimento totale è limitato e comunque notevolmente inferiore a quello di un grande laboratorio. Se deve essere eseguito un numero molto elevato di test standardizzati, ad esempio nel caso di un test di massa del COVID-19, non c'è modo di evitare di avvalersi a grandi laboratori automatizzati.

Vantaggi dell’automazione

I vantaggi dell'automazione sono evidenti: essa consente di ottenere risultati affidabili con un rendimento molto più elevato rispetto a quanto possibile con i sistemi POC, e tutto ciò con un basso tasso di errore e costi di personale minimi. Questo è il motivo per cui, già da molti anni, le soluzioni automatizzate sono diventate essenziali per la diagnostica in vitro (IVD), ovvero l'analisi di campioni biologici come sangue, urina o tessuti. I processi automatizzati in laboratorio sono nondimeno sempre più utilizzati anche nella chimica e nella tecnologia alimentare. Ciò comprende l'esecuzione di singoli processi in dispositivi autonomi, nonché l’utilizzo di sistemi complessi con un’analisi dei campioni completamente automatizzata. In questo caso, l'automazione inizia con la preparazione dei campioni in provette di raccolta con codice di colore. Uno scanner rileva quali analisi devono essere eseguite per un determinato campione. A seconda delle esigenze, il campione può anche essere separato nei suoi componenti mediante una centrifuga. I campioni vengono quindi trasportati alle singole stazioni di analisi nei cosiddetti “taxi per campioni” su un nastro trasportatore o in piccoli carrelli con ruote motrici. Con questi carrelli, che possono trasportare un solo campione alla volta, ma allo stesso tempo gestiscono diverse centinaia di altri campioni nel sistema, la sequenza di analisi appropriata può essere eseguita in modo completamente automatico e tuttavia anche in modo molto individuale per ciascun campione.

Numerosi compiti di azionamento

Gli azionamenti utilizzati in laboratorio devono svolgere un gran numero di compiti diversi. Un funzionamento fluido è possibile solo se i singoli passaggi vengono eseguiti con elevata dinamica e precisione. Ogni campione, ad esempio, deve essere prima identificato univocamente mediante un codice a barre, il tappo deve essere svitato e deve essere garantito che solo una parte del campione venga utilizzata per l'analisi. In particolare, quando si esegue il test per il COVID-19 o per lo sviluppo di vaccini, è importante che parte del campione venga richiusa e conservata per i test successivi e per scopi di archiviazione. Durante la preparazione dei campioni sono necessari soprattutto piccoli servoazionamenti che, come parte di un elemento mobile, effettuano cambiamenti di posizione in lunghezza o nell’inclinazione dei campioni. I nastri trasportatori che portano i campioni in rack, d’altro canto, richiedono azionamenti grandi e potenti.

Diversi movimenti per pipettaggio, miscelazione, agitazione e manipolazione di liquidi

Nella successiva sequenza di processo – il trasferimento in un recipiente di reazione come una piastra di Petri o una piastra di prova, – i requisiti richiesti in termini di tecnologia di azionamento aumentano, in quanto sono necessari movimenti diversi per il pipettaggio, la miscelazione, l’agitazione e la manipolazione di liquidi. I movimenti ripetuti di start/stop richiedono un sistema molto dinamico in cui un posizionamento estremamente preciso è importante tanto quanto la velocità dei processi di “pick and place” o pipettaggio. Poiché l’azionamento per il movimento su e giù di un braccio della pinza o di una testa di pipettaggio è normalmente situato nell’elemento mobile, esso deve anche essere particolarmente leggero e compatto. I micromotori DC a spazzole delle serie 1524SR e 2224SR sono adatti a questo scopo. Essi non hanno armatura di ferro e sono più leggeri e più piccoli di altri azionamenti dalle prestazioni comparabili. La loro elevata dinamica può essere normalmente ottimizzata combinandoli con un encoder della serie IEH2, poiché ciò aumenta la lunghezza totale dell'unità di azionamento di soli due millimetri.

Pubblicato il 19 Maggio 2021 - (32 views)
FAULHABER Italia S.r.l.
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