Claire Swedberg
Empresa de tecnologia biomédica com sede no Reino Unido Ziath está oferecendo uma solução de identificação por radiofrequência (RFID) para lidar com o ambiente desafiador único do gerenciamento de criogenia. A solução, conhecida como Ri-Track, consiste em um dispositivo RFID de alta frequência (HF) Ri-Track Mirage para leitura de tags e leitura de código de barras, bem como tags RFID de 13,56 MHZ em conformidade com o padrão ISO 15693, anexadas a bandejas cheias de tubos com código de barras.
A Ziath oferece um aplicativo com o qual os usuários podem interrogar as tags por meio de seus smartphones com Android para acessar dados com base nas leituras das tags. A empresa, subsidiária da Azenta Life Sciences, desenvolve produtos para gerenciamento de amostras, rastreamento e controle de estoque. Suas soluções utilizam tubos com código de barras 2D que são usados por organizações de ciências da vida, academia e biotecnologia e empresas farmacêuticas.
Empresas e laboratórios estão armazenando amostras biológicas em pequenos tubos com tampa, que por sua vez são mantidos em transportadores chamados racks, imersos em nitrogênio líquido em fase de vapor para serem resfriados. Os tubos dentro dos racks podem armazenar DNA ou amostras de tecido, bem como outras amostras médicas ou embriões. Quando a tecnologia da Ziath escaneia o código de barras de cada tubo, os usuários obtêm uma identificação digital automatizada dessa amostra, permitindo que eles gerenciem as amostras à medida que são armazenadas, movidas ou processadas.
No entanto, o ambiente apresenta desafios para a leitura de códigos de barras, uma vez que as amostras biológicas são frequentemente armazenadas em temperaturas extremamente baixas. Por exemplo, as temperaturas do nitrogênio líquido podem chegar a -196 graus Celsius (-320 graus Fahrenheit). Em alguns casos, as amostras são acessadas por funcionários do laboratório e podem começar a aquecer antes de serem colocadas de volta no nitrogênio líquido. Como resultado, os códigos de barras podem estar cobertos por gelo e geada à base de água condensada e, portanto, podem não ser legíveis.
“É aí que o RFID realmente se destaca”, explica Steve Knight, diretor de marketing europeu da Ziath, “porque não se importa se o tubo está coberto de gelo. Ele ainda tem todas as informações.” As leituras de tags RFID são mais rápidas e fáceis do que usar álcool para limpar os códigos de barra gravados a laser que foram congelados, acrescenta ele.
Como as etiquetas RFID não estão prontamente disponíveis para o tamanho e fator de forma dos tubos, Ziath diz que adota uma abordagem diferente. Possui uma etiqueta RFID patenteada aplicada em cada rack, na qual podem ser armazenadas até 96 amostras. A solução emprega tecnologia híbrida. O Ri-Track Mirage é um leitor e scanner criogênico no qual podem ser colocados racks de formato SBS padrão. O formato SBS – nomeado para a Society for Biomolecular Screening, agora chamado de Society for Laboratory Automation and Screening (SLAS) – é o fator de forma universalmente aceito para bandejas em automação de laboratório.
Os usuários podem adquirir o dispositivo de leitura junto com uma ferramenta para inserir tags nos racks. As tags Ri-Track se encaixam com segurança no espaço interno dos racks de tubos, informa a empresa. Na base circular de cada tubo há um código de barras 2D impresso ou gravado com até 128 caracteres. Os tubos são carregados na bandeja, com cada código de barras voltado para baixo, onde serão expostos ao leitor de código de barras por meio de orifícios na base do rack. Depois que os usuários inserirem uma etiqueta RFID HF especializada em uma das extremidades do rack, eles podem colocar a bandeja no dispositivo Mirage para escanear o código de barras de cada tubo e, em seguida, gravar esses dados na etiqueta, incluindo a localização do tubo na bandeja como um código de três dígito alfanumérico, A01 a H12.
Essas informações são vinculadas ao software de gerenciamento do laboratório e a bandeja pode ser movida para o armazenamento. Os cientistas geralmente removem as bandejas do freezer para processar ou mover as amostras, após o que colocam cada rack em um leitor Ri-Track Mirage, que faz uma varredura óptica de todos os códigos de barras. Se um código de barras estiver coberto de geada ou gelo, essa etiqueta lida fornecerá os dados necessários como uma forma de redundância. Assim, cada vez que a pista é removida do armazenamento a frio, os detalhes de cada tubo podem ser lidos, mesmo que alguns estejam obscurecidos pelo gelo.
Além disso, o sistema pode comparar os dados da etiqueta RFID com o que o leitor de código de barras detecta e, assim, identificar se alguém moveu os tubos. As tags também podem ser usadas com qualquer telefone habilitado para Near Field Communication (NFC) executando o aplicativo Ri-Track. Dessa forma, os usuários podem passar o celular acima do rack e visualizar um diagrama de todos os tubos. Ao usar telefones mesmo em um local de armazenamento a frio, os usuários podem identificar amostras sem precisar levá-las a um ambiente de temperatura ambiente para digitalização.
Isso é significativo para grandes empresas farmacêuticas, observa Ziath, porque os trabalhadores podem ser obrigados a entrar em um freezer ajustado para -80 graus Celsius (-112 graus Fahrenheit) e não gostariam de permanecer lá por muito tempo. No passado, os usuários frequentemente precisavam pegar racks para digitalizar e esperar que escolhessem os corretos. Com leituras de RFID baseadas em telefone, no entanto, agora eles podem identificar as bandejas corretas imediatamente.
A empresa realizou algumas inovações para criar uma etiqueta RFID robusta que funcionaria em ambientes desafiadores. A maioria das tags que falham nessas condições, explica Knight, tendem a fazê-lo no elo mais fraco, onde a antena e o chip são soldados. Os engenheiros da Ziath desenvolveram uma alternativa, diz ele, pela qual a antena é cravada no chip para que não haja nenhuma junta de solda que possa falhar. Como os componentes de metal da etiqueta se expandem em taxas diferentes, a antena e o chip podem suportar tais temperaturas e ainda operar.
A próxima fase do projeto pode incluir a miniaturização da etiqueta RFID da bandeja, prevê Knight, para que uma etiqueta possa ser aplicada a cada tubo. “Isso obviamente seria mais conveniente para todos”, afirma. A empresa planeja lançar a solução Ri-Track comercialmente em setembro de 2023. Ela demonstrou o sistema em uma feira de automação e triagem de laboratório em San Diego em fevereiro passado. “Acabamos de receber uma resposta fantástica de todos os cientistas que viram isso.”
Além disso, Ziath construiu um equipamento de robótica Lego para mergulhar as etiquetas RFID dentro e fora do nitrogênio líquido, depois descongelá-las e lê-las a cada vez. Até agora, informa a empresa, as etiquetas funcionaram durante 8.500 ciclos, e a Ziath espera conseguir realizar até 10.000 ciclos de movimentação das etiquetas para dentro e para fora das temperaturas de armazenamento a frio.