Automatisierte Arbeitszelle, Bild: UCB

Das Unternehmen Peak Analysis and Automation (PAA) hat für das Pharmaunternehmen UCB eine automatisierte Arbeitszelle entwickelt und gebaut. Sie dient dem primären Antikörper-Screening in der Frühphase der Entwicklung neuer Wirkstoffe gegen Erkrankungen des zentralen Nervensystems und immunologische Störungen. Bild: UCB

Die Medikamentenforschung, genauer gesagt die Entwicklung neuer Wirkstoffe gegen Erkrankungen des zentralen Nervensystems und immunologische Störungen, ist anspruchsvoll: 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 Forschung daher vor große Herausforderungen: Um die optimalen Antikörper auswählen zu können, muss eine enorme Anzahl von Proben gescreent und anschließend getestet und bewertet werden. Doch es gibt Hilfe: Das Unternehmen Peak Analysis and Automation (PAA) aus dem britischen Farnborough hat für das Pharmaunternehmen UCB eine automatisierte Arbeitszelle entwickelt und gebaut. Sie beschleunigt den Prozess. In der Arbeitszelle kommt ein Roboter von Mitsubishi Electric zum Einsatz, und zwar ein RV7-FLM-D1-S15-Modell. Und so geschieht die Hilfe im Einzelnen: In der Arbeitszelle ist das High-Throughput-Screening (HTS) von Zellkulturen mit der Isolierung einzelner antigenspezifischer B-Zellen kombiniert.

Robotermodell MELFA,  Bild: Mitsubishi Electric
Durch den Einsatz des Robotermodells MELFA RV7-FLM-D1-S15 von Mitsubishi Electric ist eine sehr effiziente Abfrage des natürlichen Antikörperrepertoires möglich. Bild: Mitsubishi Electric

Hierbei kommt ein proprietäres Verfahren namens Fluorescent-Foci-Methode zur Anwendung. Durch den Einsatz des Roboters ist eine sehr effiziente Abfrage des natürlichen Antikörperrepertoires möglich: Im automatisierten Eingangsscreening können Milliarden von antikörperproduzierenden B-Zellen durchgemustert werden, um Leitstrukturen zu entdecken – für manuelle Verfahren eine undenkbare Zahl. „Der Roboter muss die Mikrotiterplatten mit den Zellen zwischen mehreren Arbeitsstationen hin und her fahren, jeweils mit einer Mehrachsbewegung. Außerdem muss er seine Bewegungen mit anderen Funktionen innerhalb der Arbeitszelle synchronisieren“, erläutert Dr. Malcolm Crook von PAA. Mit seinen sechs Bewegungsachsen ist der Roboter von Mitsubishi Electric sehr flexibel und präzise. Für diese Anwendung wurde er auf einem Schlitten mit Kugelgewindetrieb montiert, sodass er sich innerhalb der Arbeitszelle zwischen zwei Positionen bewegen kann, um dort unterschiedliche Aufgaben durchzuführen.

Umlaufender Arbeitsraum

Durch Mitsubishi Electrics High-Speed-Netzwerk SSCNet für Motion-Anwendungen ist diese lineare Bewegung vollständig in die eigenen Bewegungsachsen des Roboters integriert. Bei einem Gewicht von nur knapp 67 Kilogramm hat der RV7-FLM-D1-S15 eine Tragfähigkeit von sieben Kilogramm, eine Reichweite von über 900 Millimetern und eine Positioniergenauigkeit von 0,02 Millimetern. Die erste Hauptachse ist um ±240° drehbar, sodass ein umlaufender Arbeitsraum erreicht wird. Mit der hohen Schutzart IP67 ist der Roboter außerdem staubdicht und geschützt gegen zeitweiliges Untertauchen in Wasser. Zudem bietet er sehr hohe Taktzeiten und verfügt über zahlreiche Sicherheitsmerkmale wie einstellbare Grenzwerte für Geschwindigkeit, Position und Drehmoment. Ein wesentlicher Vorteil der Arbeitszelle ist, dass sie gegenüber manuellen Verfahren den Zeitaufwand für die Identifizierung von Wirkstoffkandidaten und Leitstrukturen verkürzt und die anschließende Entwicklung therapeutisch wirksamer Stoffe beschleunigt. Damit hilft der Roboter nicht nur den Forschern, sondern letztlich auch der Allgemeinheit. aru