Olomoucká Popelka pomáhá s přípravou vzorků pro výzkum rostlin

-- 08.06.2020

Robotický systém přezdívaný Popelka, který je určený k automatické přípravě vzorků pro výzkum chování rostlin v závislosti na prostředí, vyvinuli výzkumníci Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum (CRH) v Olomouci ve spolupráci s firmou Stäubli Systems a Vědeckotechnickým parkem (VTP) Univerzity Palackého v Olomouci. Automatizované zařízení na rozdíl od pohádkové postavy netřídí hrách od čočky, ale dokáže velmi přesně, pečlivě a vytrvale přenášet miniaturní semínka rostlin do destiček, zkumavek či květináčků, a výrazně tak urychlit přípravu experimentů.

„Manipulace se semínky často menšími než maková zrnka je poměrně složitá. Proto jsme přemýšleli o možnosti celý proces zautomatizovat. V minulosti jsme řešili automatizaci v jiném projektu, a tak nás napadlo postavit zařízení, které nám transfer semen zajistí. Stavěli jsme ho zhruba deset měsíců asi ve čtyřech lidech,“ uvedl hlavní řešitel projektu Proof-of-Concept (PoC) z nového programu TAČR GAMA Pavel Mazura.

Zařízení v sobě kombinuje automatizované přenášení a kontrolu semínek s přípravou potřebných gelů a kapalin, které obsahují hnojiva či testované látky. „Popelka tak vytvoří komplexní vzorek, který dříve musely ručně chystat laborantky. Umožňuje přípravu precizněji, ve velkém množství, rychleji a v případě potřeby i v nepřetržitém provozu. Celé zařízení je navíc umístěno v boxu s filtrací vzduchu a UV lampou, čímž je zajištěna sterilita prostředí,“ přiblížil další výhody molekulární biolog Mazura.

Zásadní podíl na vývoji zařízení měl analytický chemik Pavel Klimeš z CRH. „Pro mne bylo nejobtížnější proniknout do programování různých zařízení a jejich propojení do jednoho funkčního celku. Brali jsme to ale jako jakési naplnění naší vize, možnost proniknout do moderních technologií. Na druhé straně jsme mohli zúročit znalosti z našich oborů a Popelku si ušít na míru našim potřebám,“ doplnil Klimeš, který je spolupůvodcem vynálezu, u nějž už byl zahájen proces patentování. Ačkoliv je Popelka určena pro laboratoře provádějící fenotypizaci rostlin, je schopná přenášet i jiné malé objekty. Její využití je tedy rozmanitější, a to nejen ve výzkumné praxi. Zástupci CRH a VTP nyní budou hledat komerčního partnera, který by přístroj uplatnil samostatně nebo jako součást většího zařízení.

CRH, které sdružuje výzkumné týmy Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci a olomouckých pracovišť Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR a Výzkumného ústavu rostlinné výroby, je národním koordinátorem pro rostlinnou fenotypizaci v rámci České sítě pro rostlinnou fenotypizaci (CzPPN – Czech Plant Phenotyping Network). Podle koordinátora CzPPN Lukáše Spíchala nové zařízení může výrazně zefektivnit celý výzkumný proces v tomto oboru. „Jsme schopni v automatickém režimu analyzovat růst rostlin pomocí neinvazivních senzorů, a to skutečně ve velkém množství. Kritickým bodem při přípravě rostlin je právě přenos semen, který s sebou nese vysoké nároky na manuální práci laborantů. Robot toto odstraní, a laborant se tak bude moci věnovat jiné činnosti,“ objasnil Spíchal, podle nějž je automatizace ve vědě nezbytná. I proto zvažuje užší spolupráci s univerzitami technického typu, které by mohly přispět k vývoji dalších přístrojů.

Pro projekt byla také velice důležitá spolupráce s firmou, která bezplatně poskytla k testování klíčové robotické rameno. „Jsme velice rádi, že se nám daří překonávat nedůvěru mezi akademickou a průmyslovou sférou a v projektu Popelka šlo o příkladnou spolupráci, která vedla ke skvělému výsledku. Jsme za ni velice rádi,“ doplnil ředitel VTP UP Roman Jurečka.

Spolupráci vyzdvihl i zástupce spolupracující firmy. „Společnost Stäubli Systems, s. r. o., si klade ve svých aktivitách v České republice za cíl podporovat vzdělávání a výzkum, a zvýšit tím i zájem studentů o technické obory jak na tradičních technických, tak i na netechnických univerzitách. Je ráda, že byla součástí tohoto úspěšného projektu a nabízí spolupráci i partnerům, kteří budou Popelku následně uvádět do praxe,“ sdělil marketingový specialista společnosti Jindřich Kára.