Drosophila melanogaster, более известная как плодовая мушка, может показаться заурядным вредителем. Однако эти насекомые имеют решающее значение для продолжающихся исследований различных неврологических заболеваний в Детской больнице Техаса.
По данным Калифорнийского университета в Дэвисе, плодовые мушки так важны для этого исследования, потому что они разделяют 75% генов, вызывающих заболевания у людей, быстро размножаются, и ученые могут легко изменить их код ДНК. Однако работа с этими плодовыми мушками в лаборатории может быть сложной задачей.
ABB Robotics и Институт неврологических исследований имени Яна и Дэна Дункана (Duncan NRI) в Детской больнице Техаса создали автоматизированную рабочую станцию для переноса плодовых мушек. Система включает в себя двухрукого коллаборативного робота YuMi от ABB, который помогает изучать такие заболевания, как болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона и болезнь Паркинсона.
Компания заявила, что это первая автоматизированная система, которая не требует обездвиживания мух с помощью анестетиков, таких как углекислый газ, перед переносом. Этап анестезии был утомительным этапом в предыдущих системах, который мог нанести вред поведению мух и точности результатов исследования.
«За эти годы мы добились значительных успехов в автоматизации лабораторий, однако некоторые важные задачи по-прежнему выполняются вручную, что может повлиять на результаты», — заявил Хосе-Мануэль Колладос, менеджер линейки продуктов ABB Service Robotics. «Руки нашего кобота YuMi работают независимо, но скоординированно, что позволяет автоматизировать сложную задачу переноса живых мух между пробирками».
Перенос плодовых мушек из одного флакона в другой — непростая задача
В рамках планового обслуживания исследователи Детской больницы Техаса кормят плодовых мушек, помещая их во флаконы с едой каждые 30 дней. Типичная лаборатория обслуживает около 20,000 флаконов, то есть исследователи тратят 20% рабочего дня на «переворачивание мух», помещая флакон с запасом мух над флаконом со свежей едой, а затем постукивая по нему, чтобы сбросить мух.
Все предыдущие попытки автоматизировать процесс до настоящего времени включали экспозицию мух за пределами пробирок во время переноса, что требовало седации, заявила ABB. Новая система также может повысить точность результатов и ускорить процесс переноса, отметила ABB Robotics.
Инженеры компании ABB объединились с исследователями из Duncan NRI для проектирования и создания рабочей станции по переносу мух, которая включает в себя кобота YuMi, стол, заставленный пробирками для переноса, устройство для штрихкодирования и маркировки, а также мусоропровод.
Кобот YuMi от ABB выполняет те же движения, что и исследователи-люди, чтобы перетаскивать мух между пробирками. Это позволяет ученым сосредоточиться на критически важных задачах, таких как открытие новых путей и тестирование эффективности новых препаратов при лечении неврологических расстройств.
YuMi обеспечивает тщательное отслеживание в Техасской детской больнице
YuMi управляет всем процессом переворачивания плодовых мушек, который включает выполнение 10 запрограммированных шагов в быстрой последовательности. Так же, как люди, робот берет пробирку с живыми мухами, открывает защитную целлюлозно-ацетатную пробку, помещает пробирку поверх пробирки со свежей едой и постукивает по пробирке, чтобы переместить мух.
Затем он закрывает, маркирует и сканирует флакон и, наконец, укладывает его в картонные стеллажи. Затем робот выбрасывает флаконы со старой едой, чтобы избежать перекрестного загрязнения.
По словам ABB, одной из выдающихся особенностей системы является ее способность считывать штрихкоды и печатать этикетки. Исследователи используют эти этикетки для идентификации штамма и генотипа во время переноса. Эта функция обеспечивает тщательное отслеживание и управление штаммами Drosophila.
Передовые сенсорные технологии робота позволяют точно размещать пробирки в стандартных картонных стойках, предоставляя исследователям возможность продолжать использовать существующие стойки для пробирок, что снижает эксплуатационные расходы Техасской детской больницы.
ABB заявила, что спроектировала эту систему как кооперативную и безопасную для человеческого взаимодействия. Ее сенсорные руки движения оснащены для обнаружения находящихся поблизости людей или объектов, мгновенно останавливая движение для предотвращения несчастных случаев, тем самым обеспечивая безопасное совместное рабочее пространство.