Markant effektivitetsforbedring inden for forskning i antistoffer ved hjælp fra Bürkert
Fremskridtene inden for medicinsk diagnose og behandling videreudvikles løbende, men udviklingen af en ny teknik til en kommerciel, skalerbar proces kan være både tidskrævende og problematisk. Bürkert Fluid Control Systems kunne med sin store ekspertise inden for mikrofluidik give afgørende hjælp til at identificere og isolere biologiske antistofbehandlinger langt mere effektivt.
Cambridge er et centrum inden for Life Sciences og udvikling af ny bioteknologi i Storbritannien. Sphere Fluidics er en af de få virksomheder, der inddrages i avancerede forsknings- og udviklingsprojekter. Som innovativ teknologisk frontløber har virksomheden til opgave at implementere de udviklede teorier. For at kunne serieudvikle et produkt inden for mikrofluidteknikken har de slået sig sammen med virksomheden The Technology Partnership (TTP), der er specialiseret i biomedicinsk teknik.
Innovative løsninger
Bürkert har allerede arbejdet sammen med TTP flere gange, hvor TTP har haft rollen som videnskabelig rådgiver og hjælper forskellige virksomheder med at finde de ressourcer, som de har brug for til udvikling af deres teknologi og fremstilling af den i en kommerciel målestok. Bürkert leverer innovative løsninger til mange forskellige udfordringer, som udviklingsteamene står over for, og kan tilbyde sagkyndig teknisk rådgivning inden for væskestyring, især inden for mikrofluidik- og hygiejneanvendelser.
Behandlinger baseret på antistoffer har hurtigt udviklet sig til en vigtig behandlingstype inden for moderne medicin, især inden for behandling af kræft og autoimmunsygdomme. Hidtidige screening-metoder til undersøgelse af store cellegrupper, der anvendes til antistofidentifikation under LEAD-selektionen er dog meget tidskrævende, omkostningstunge og ineffektive.
Ind til for kort tid siden blev der anvendt manuelle eller halvautomatiske teknologier som cellesortering, koloniudtagelse og celle-imaging til at isolere og screene sjældne celler, der udskiller de antigenspecifikke antistoffer. Disse antigenspecifikke antistoffer kan anvendes til at virke på et bestemt, påviseligt eksisterende antigen eller som diagnostisk værktøj til påvisning af et antigen.
Udvikling af nye teknologier
Sphere Fluidics har udviklet en teknik til isolering af enkelte celler til celleanalyse og -karakterisering. Med denne teknik isoleres sjældne antigenspecifikke B-celle- og hybridom-kloner selektivt fra store udgangspopulationer. Ved anvendelse af den beskyttede pico-dråbe-mikrofluid-teknologi underopdeles celler med denne teknik i enkelte vandige picoliter-volumenkompartimenter (såkaldte pico-dråber) i en olieemulsion.
For at udvikle en kommerciel løsning gav dette to store problemer: Reguleringsventilen til dosering af separationsvæsken skulle kunne sikre meget hurtige åbnings- og lukketider, og pakningerne skulle være kompatible med bærerolien.
Cellekoncentrationen i den vandige opløsning er bestemmende for antallet af celler, der bliver indkapslet i hver pico-dråbe. De pågældende pico-dråber bliver derefter analyseret og sortere, og kun de pico-dråber, der indeholder en enkelt celler, der producerer antigenspecifikke antistoffer, indsamles derefter på mikroplader.
Valg af passende komponenter
På grundlag af flowmængden og størrelsen af de nødvendige pico-dråber kunne Sphere Fluidics beregne den nødvendige skiftehastighed for ventilen og den krævede volumen. Frem til dette tidspunkt havde virksomheden ikke kunnet finde en ventil, der kunne tilbyde den krævede hastighed og kemiske bestandighed.
TTP kontaktede Bürkert, da de er eksperter i reguleringssystemer, især til mikrofluidik-anvendelser, og bad om en højfrekvensreguleringsventil med en meget lille dødvolumen, som samtidig var kompatibel med den ovennævnte fluorerede olie.
"Vi har foreslået Whisper Valve type 6712, da det efter vores mening vil være velegnet til denne anvendelse. Denne ventil er specialudviklet til laboratorieanvendelser, har en skiftefrekvens på 50 Hz og et støjniveau ved aktivering på under 36 dB."
2/2-vejs whisper-ventil med medieadskillelse
- Højeste kemiske bestandighed ved minimal intern volumen
- Kompakt design med en konstruktionsbredde på 7 mm
- Indvendig diameter 0,8 mm
- Koblingsstøj < 36 dB
- Til doseringsanvendelser, meget let at skylle
Bürkert-ventilen blev testet i to uger, og det viste sig hurtigt, at denne ventil var den helt rigtige løsning. Efter yderligere rådgivning blev der givet godkendelse til byggeriet af det kommercielle benchtop-analysesystem. Cyto-Mine® analysesystemet til enkeltceller er det første apparat af sin slags, der kan analysere, sortere og dosere millionvis af enkeltceller hver eneste dag.
Derfor er Cyto-Mine® allerede blevet en kommerciel succes, som giver enorme forbedringer inden for hastighed og produktivitet i identificeringen og udviklingen af biologiske behandlinger.
"Sphere Fluidics vidste lige præcis, hvad de havde brug for til implementering af deres projekt, og TTP kunne se, at Bürkert er den rette virksomhed til at komme med den nødvendige ekspertise. Med Whisper Valve kunne vi ikke kun tilbyde den nødvendige skiftefrekvens men også en lydsvag løsning, der er velegnet til laboratorieanvendelser. På baggrund af det positive resultat er vi sikre på, at vi også vil kunne arbejde sammen med Sphere Fluidics fremover."