Da die Zahl der weltweit bestätigten COVID-19-Fälle nahezu ständig aktualisiert wird, haben Sie wahrscheinlich schon von verschiedenen Methoden zum Screening auf das Virus gehört, das die Krankheit verursacht. Obwohl es bereits mehrere bewährte Methoden zum Nachweis des Virus gibt, experimentieren Labore auf der ganzen Welt mit neuen Tests und Methoden, um ein schnelleres und noch zuverlässigeres Screening zu ermöglichen. Trotz dieser neuen Entwicklungen ist der RT-PCR-Test der „Goldstandard“ der Testmethoden für COVID-19.

Die Reverse-Transkriptions-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) ist eine zuverlässige, hochempfindliche Methode zum Nachweis des SARS-CoV-2-Virus, das die Coronavirus-Krankheit COVID-19 verursacht. Obwohl der Test auf Tischgeräten durchgeführt werden kann, die eine oder mehrere Proben gleichzeitig analysieren können, werden die meisten RT-PCR-Tests an großen Arbeitsstationen in Krankenhäusern, Kliniken und Spezialkliniken durchgeführt, die Tausende von Proben pro Tag verarbeiten können Prüfeinrichtungen.

Hier ein Überblick über die Funktionsweise des RT-PCR-Tests:

Eine Testprobe (typischerweise durch einen Abstrich aus dem Hals oder der Nase des Patienten entnommen) wird mit Chemikalien behandelt, um Fette und Proteine ​​zu entfernen, damit die RNA des Virus extrahiert werden kann. (Beachten Sie, dass SARS-CoV-2 nur RNA und keine DNA enthält.) Die RNA wird dann mithilfe eines Reverse-Transkriptase-Enzyms in DNA umgewandelt (dies ist der „RT“-Teil von „RT-PCR“). Dieser Schritt ist notwendig, da RNA nicht amplifiziert oder kopiert werden kann, DNA jedoch schon. Es werden kurze DNA-Fragmente (sogenannte „Primer“) hinzugefügt, die zur viralen DNA komplementär sind. Wenn virale DNA vorhanden ist, heften sich diese Fragmente an die Zielabschnitte der viralen DNA. Die Mischung wird dann zyklisch erhitzt und abgekühlt, um mithilfe eines Enzymtyps namens Polymerase chemische Reaktionen auszulösen, um Kopien der Zielabschnitte der viralen DNA zu erstellen. Das Kopieren von DNA-Abschnitten wird als „Amplifikation“ bezeichnet und dauert typischerweise 20 bis 40 Zyklen, wobei jeder Zyklus die vorherige Menge der Ziel-DNA verdoppelt. Während Kopien der Ziel-DNA erstellt werden, wird ein fluoreszierendes Molekül (als „Sonde“ bezeichnet) aktiviert und setzt einen fluoreszierenden Farbstoff frei. Wenn das Fluoreszenzniveau eine Grundlinie oder Zielmenge überschreitet, wird das Vorhandensein des Virus bestätigt. Die Anzahl der Zyklen oder Amplifikationen, die zum Nachweis des Virus erforderlich sind, gibt Aufschluss über die Schwere der Infektion.

Die RT-PCR-Testmethode beinhaltet also eine relativ einfache, aber hochempfindliche Reihe chemischer und biologischer Reaktionen … aber was haben lineare Bewegung und Automatisierung mit dem Prozess zu tun?

Erstens ermöglichen Automatisierung – und insbesondere Linearbewegungssysteme – die Durchführung von RT-PCR-Tests in dem Schervolumen, das während eines globalen Gesundheitsnotstands wie dem SARS-Ausbruch oder der COVID-19-Pandemie erforderlich ist. Proben und Verbrauchsmaterialien müssen nicht nur geladen, entladen und durch die verschiedenen Schritte des Prozesses bewegt werden, sondern auch die Handhabung von Flüssigkeiten ist in wichtigen Phasen des Testverfahrens erforderlich.

Hier sind einige Beispiele für den Einsatz linearer Bewegungssysteme bei RT-PCR-Tests:

Portalroboter mit rotierenden Endeffektoren entfernen Deckel von Probenröhrchen. Liquid-Handling-Roboter – typischerweise kleine kartesische Systeme oder Portalsysteme – entnehmen Proben aus flüssigen Enzymen und geben sie in Probenröhrchen und -platten ab. Linearantriebe oder Bandförderer bewegen Proben – einzeln oder in Tabletts – für jeden Schritt des Testprozesses durch die Arbeitsstation. Linearaktuatoren bringen Etiketten und Barcodes auf Proben an

Natürlich könnten alle diese Aufgaben von menschlichen Arbeitern erledigt werden, aber Linearantriebe und Roboter können schneller und länger arbeiten als Menschen. Und sie können fehlerfrei arbeiten, ohne dass Etiketten falsch angebracht werden oder kritische Proben oder Reagenzien verschüttet werden.

Wenn diese Funktionen von automatisierten linearen Systemen ausgeführt werden, erhöht sich die Anzahl der Tests, die pro Stunde oder pro Tag durchgeführt werden können, die Häufigkeit von Fehlern wird verringert und die Fähigkeit zur Probenverfolgung wird verbessert. Auch die Sicherheit des Klinik- und Laborpersonals wird verbessert, da der Kontakt mit potenziellen Ansteckungen reduziert wird.

All dies bedeutet, dass Ärzte, Kliniker und Patienten in kürzester Zeit zuverlässige Testergebnisse erhalten.