Robot Pipeťák: česká pomocná ruka při testování na COVID-19

17. 4. 2020

Laboratoř klinické mikrobiologie Nemocnice Na Bulovce (NNB) má nového „kolegu“. Je jím robot Pipeťák, který pomáhá analyzovat vzorky osob s podezřením na COVID-19. Tuto precizní práci převzal s hlavním cílem odlehčit laborantům a zamezit lidským chybám při ručním pipetování. Robota na míru zkonstruoval tým výzkumníků Českého institutu informatiky, robotiky a kybenetiky (CIIRC) ČVUT v Praze. Do NNB doputoval na konci března, v polovině dubna pak přešel do ostrého provozu. Zástupci ČVUT jej zapůjčili nemocnici zdarma. Na další informace jsme se zeptali vedoucího týmu výzkumníků a vývojářů Ing. Vladimíra Smutného, Ph.D.

Inzerce

Klíčová byla rychlost

V čem je podle vás hlavní přínos tohoto robota, čím je unikátní?

Myslím, že klíčovým okamžikem byla rychlost jeho nasazení. Určitě bychom uměli udělat mnohem výkonnější a mnohem spolehlivější stroje. Řadu těchto věcí jsme v minulosti postavili, ale to by znamenalo měsíce konstruování a další měsíce výroby. Ovšem všichni doufáme, že pak už tyto stroje nebudou potřeba.

Co konkrétně Pipeťák dělá?

Tento stroj v současné době umí provést přípravu izolovaného RNA vzorku pro polymerázovou řetězovou reakci (PCR). Je zapotřebí smíchat 17 mg jedné látky a 8 miligramů pacientského vzorku a toto dát do malých zkumavek, jež se následně vkládají do PCR analyzátorů.

V prvních 14 dnech jsme se nezastavili, upravovali jsme stroj pro jiné vstupní zkumavky a jiná média, která jsou zapotřebí. Čili stroj může principiálně dělat ledacos, ale dneska je naprogramován na přimíchávání tzv. master mix (chemikálií potřebných k detekci viru).


Pipeťák s jedním ze svých „otců“ Ing. Vladimírem Smutným, Ph.D. Foto: autorka

Robot nikdy nepřejíždí nad jinou zkumavkou

Z jakých součástek se robot skládá a díky čemu dokáže vykonávat tak precizní práci?

Jeho součástí je komerční robot, toho máme zakoupeného. Pak je tam pumpa, jež dokáže pumpovat velmi malé množství látky, kterou máme zapůjčenou z Ústavu jaderné fyziky AV ČR. Další součástí je váha kontrolující celý proces. Každé jednotlivé pipetování převážíme a zjistíme, jestli robot dopravil předepsané množství. Tyto kroky jsme do určité míry přeskládali a navrhli zde spoustu mechanických součástí, které je dávají dohromady. Vyvinuli jsme jakýsi odpružený konec, který automaticky nabírá špičky. Jsou tu taky duralové chladiče, jež chladí látky, aby neprošly příliš vysokou teplotou, a pak součástka, která drží otevřená víčka zkumavek, což je věc, se kterou si triviálně poradí laborant.

Tento robot se od komerčních liší jednou zásadní věcí − když má ve špičce nabranou látku, nikdy nepřejíždí nad jinou zkumavkou, aby se zabránilo znečištění. Kdežto komerční roboti to buď řeší z principu, že mají zcela oddělené dráhy (a tím pádem ne příliš velkou výkonnost, třeba jen pro 18 vzorků). Anebo jsou masivně paralelní, že dělají operaci třeba pro 96 vzorků najednou, ovšem je zde velké riziko, aby RNA viru neukápla tam, kde nemá být.

Kolik vzorků najednou tedy robot zpracovává?

Zvládne asi 60 vzorků za hodinu. Ta výkonnost není velká, šikovný laborant toto nepochybně zvládne řádově za půl či za tři čtvrtě hodiny. Na druhou stranu toto do něj založíte a můžete jít „na kafe“ nebo se spíše věnovat jiné práci.

Jinými slovy, Pipeťák nepotřebuje žádný dozor?

Ano. Tento stroj pomocí váhy na konci vypíše dokument, kolik kam navážil, každé dávkování označí, jestli se mu zdá v pořádku. V případě, že obsluha zjistí, že označil něco, co je v nepořádku, to může ručně dopipetovat, tedy je to opravitelné. Ovšem snažíme se, aby těchto situací bylo co nejméně.

Pipeťák je jen odrazový můstek

Podílí se váš tým nebo jiní kolegové z ČVUT na konstrukci dalších podobných přístrojů?

Toto byl pro nás jakýsi odrazový můstek. Pochopili jsme, co znamená testovat koronavirus, přinejmenším tu laboratorní část. Například zde za rohem je stroj, který je zapůjčený od soukromé firmy pro Nemocnici Na Bulovce a náš student se podílel na jeho naprogramování. V současné době naši studenti a zaměstnanci programují pro testování koronaviru podobné roboty, které získali z Akademie věd nebo z Fakultní nemocnice Motol, kde je používali pro něco jiného.

Kolik jich přibližně je?

Pro FN Motol jde o dva stroje, jeden je na poměrně dobré cestě, u druhého zatím není jasné, jestli je pro aplikaci vhodný. Ale těchto kusů je v Česku více. Rozběhli jsme akci, kdy se snažíme zjišťovat, kdo má takové stroje a může je po dobu krize postrádat.

Lenka Kadeřávková
redakce MeDitorial



Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se