Регистрация / Вход
Прислать материал

14.579.21.0012

Аннотация скачать
Презентация скачать
Общие сведения
Номер
14.579.21.0012
Тематическое направление
Науки о жизни
Исполнитель проекта
Закрытое акционерное общество "Синтол"
Название доклада
Создание роботизированного комплекса для молекулярно-генетических исследований
Докладчик
Сочивко Дмитрий
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Проект направлен на обеспечение молекулярно-генетических исследований современным, доступным по цене,
соответствующим мировому уровню по техническим и пользовательским характеристикам решением. Цели проекта:
1) Создание экспериментального образца роботизированного комплекса для молекулярно-генетических
исследований, позволяющего проводить выделение очищенного препарата нуклеиновых кислот, его подготовку к
дальнейшему анализу и выполнение полимеразной цепной реакции в реальном времени, фрагментного анализа,
секвенирования;
2) Совершенствование реагентов и методик выделения нуклеиновых кислот и их адаптация для работы на разрабатываемом
роботизированном комплексе.
Актуальность и новизна исследования
На сегодня, существует ряд трудностей, ограничивающих массовое внедрение молекулярно-генетических методов. Для работы с ними необходимо создание специальной рабочей зоны, закупка комплекса оборудования, подготовка персонала. Технически, эти методы включают большое количество стадий и требуют значительного количества ручных манипуляций. Проведению молекулярно-генетического анализа предшествует обработка проб и выделение нуклеиновых кислот в виде препарата, пригодного для дальнейшей работы.
Даже при наличии материальных ресурсов, внедрение новых методов сталкивается с проблемой отсутствия у потребителей технической возможности в организации полноценных молекулярно-генетических лабораторий. Квалификация персонала также может представлять серьезную проблему, особенно при попытке внедрения сложных методов анализа.
Решение этих проблем лежит в области создания современных отечественных средств автоматизации молекулярно-генетических исследований: доступных по цене и соответствующих запросам потребителей. На сегодня, существует техническая возможность автоматизации всех этапов работы: подготовку пробы, выделение очищенного препарата нуклеиновых кислот, подготовку и постановку необходимого исследования, интерпретацию результатов и выдачу заключения.
Также, существует ряд ситуаций, когда требуется проведение комплексного анализа образцов с использованием различных методов – ПЦР, фрагментного анализа, секвенирования. При этом, различные этапы анализа могут требовать учета результатов предыдущих этапов.
Задачей данного проекта ПНИ является создание роботизированного комплекса (РК), позволяющего решить указанные задачи.
Описание исследования

Предлагаемое в данном проекте решение реализует следующие принципы:

  1. открытый формат – используются стандартные серийно производимые реагенты и расходные материалы, реализована полная управляемость и программируемость работы прибора;
  2. комплексное решение задач молекулярно-генетических исследований – автоматизированы все основные этапы анализа, включая интеграцию в комплекс основных типов генетических анализаторов отечественного производства: приборов для ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ), фрагментного анализа и секвенирования;
  3. модульное устройство – состав конкретного прибора определяется задачами потребителя.

В предлагаемом к разработке роботизированном комплексе для молекулярно-генетических исследований реализованы следующие технические решения:

1) В состав роботизированного комплекса для молекулярно-генетических исследований входят:

  •  модуль выделения нуклеиновых кислот (НК);
  • модуль хранения и раскапывания реагентов;
  • модуль герметизации;
  • манипулятор;
  • модуль анализа НК методом ПЦР-РВ;
  • модуль анализа НК методом капиллярного электрофореза с лазер-индуцированной флуоресцентной детекцией;
  • модуль управления комплексом с программным обеспечением;

2) метод выделения НК – сорбционный, на магнитных частицах;

3) модуль хранения и раскапывания реагентов содержит:

  • одноканальный дозатор;
  • сменные штативы с пробирками и наконечниками для дозатора;
  • контейнеры для утилизации растворов и наконечников;
  • два холодильника для хранения образцов и реагентов, с автоматизированным доступом, позволяющим использование в ходе работы с помощью манипулятора.

4) модуль анализа НК методом ПЦР-РВ содержит прибор для ПЦР-РВ на 48 либо 96 образцов АНК-48/АНК-96; прибор обеспечивает быстрое термоциклирование (не более 60 минут на проведение реакции) с регистрацией по 8 каналам флуоресценции;

5) модуль анализа НК методом капиллярного электрофореза с лазер-индуцированной флуоресцентной детекцией содержит первый отечественный прибор для проведения фрагментного анализа и секвенирования ДНК НАНОФОР-05; прибор позволяет выполнять автоматический анализ на 8 капиллярах при детекции по 6 каналам флуоресценции;

6) перемещение образцов между зонами комплекса осуществляется автоматически при помощи манипулятора;

7) модуль управления комплексом включает персональный компьютер с программным обеспечением; программное обеспечение позволяет создавать и запускать протоколы, задающие режим проведения всех операций, контролировать процесс исполнения, регистрировать образцы и результаты анализа, учитывать результаты в автоматическом режиме и выполнять многостадийные алгоритмы анализа.

Результаты исследования

Работа ведется с конца 2014 года. За это время был создан действующий экспериментальный образец роботизированного комплекса в составе модуля выделения НК, модуля хранения и раскапывания реагентов, манипулятора, модуля управления. В состав РК вошли также модули сторонних производителей: модуль герметизации, модули анализа НК методами ПЦР в реальном времени и капиллярного электрофореза.


Разработано программное обеспечение РК, а также эскизная конструкторская и программная документация. Разработаны
наборы реагентов, программа и методики исследовательских испытаний. Проведены испытания экспериментального образца
РК, в ходе которых показано, что по техническим характеристикам экспериментальный образец соответствует требованиям ТЗ.
В ходе испытаний разработанного экспериментального образца РК показано, что по основным характеристикам
разработанные решения не уступают либо превосходят существующие аналоги.

Практическая значимость исследования
Роботизированный комплекс для молекулярно-генетических исследований соответствует наиболее актуальной тенденции
развития отрасли и по запланированным техническим показателям не уступает либо превосходит ближайшие мировые
аналоги, обладает высокой степенью универсальности и может быть адаптирован под решение широкого круга задач,
связанных с молекулярно-генетическим анализом.
Роботизированный комплекс должен удовлетворить потребность многочисленных научных и практических лабораторий в
удобной универсальной автоматической системе для обработки и комплексного анализа образцов. В ближайшие 5-7 лет будет
происходить дальнейший рост числа лабораторий, применяющих генетический анализ на основе технологий ПЦР-РВ,
фрагментного анализа и секвенирования. Ожидаемый высокий спрос на автоматизированные системы типа предлагаемой к
разработке определяет хороший коммерческий потенциал результатов проекта. Разработанные в рамках проекта технологии
будут использованы в дальнейшем для создания новых автоматических систем, в частности высокопроизводительных и
портативных.
Внедрение разрабатываемого роботизированного комплекса позволит существенно повысить эффективность работы
диагностических, экспертных и исследовательских лабораторий, применяющих молекулярно-генетические методы. Будет
повышена производительность труда персонала, снижен риск ошибок анализа, повышена надежность получаемых результатов,
снижены расходы на закупку импортного оборудования и расходных материалов. Создание нового высокотехнологического
производства укрепит материальный и кадровый потенциал российского инновационного бизнеса.
Коммерциализация разработки будет осуществляться совместно индустриальным партнером и
исполнителем, имеющим соответствующий опыт. Предполагается поставка на внутренний рынок более 1000
роботизированных комплексов. При эффективном продвижении этих приборов на зарубежные рынки можно ожидать
сопоставимого объема продаж.
Презентация

Presentation_Syntol_Sochivko.ppt