开源微孔板兼容照明面板的应用
Summary
微孔板辅助移液光发射器（M.A.P.L.E.）是一种计算机驱动的设备，可系统地照亮微点孔，为微孔板的手动制备提供指导。 M.A.P.L.E. 提高了微孔制备的准确性，同时实现了数据记录的自动化。 此外，它还可以帮助检查微孔板质量或帮助检测错误。
Abstract
微孔板通常用于现代实验室环境，用于小规模实验室台式操作和大规模高通量筛选 （HTS） 活动的各种任务。虽然实验室自动化大大提高了微孔板的效用，但基于自动化的仪器仍然不可行、具有成本效益或与微板格式需求兼容。在这些情况下，必须手动准备微孔板。手动微孔板操作的问题在于，在准确跟踪样品操作、数据记录保存和质量控制 （QC） 检查油井伪像或格式化错误方面可能会出现许多困难。随着微孔孔密度的增加（即96孔、384孔、1536孔），引入误差的可能性也大大增加。 此外，对于小型台式实验室操作，需要以经济高效的方式提高样品处理的简便性和准确性。本文介绍一个系统，它充当称为微孔板辅助移液光发射器 （M.A.P.L.E.） 的半自动移液指南。 M.A.P.L.E. 有多种用途，可用于支持复合打孔和微孔板制备，用于高通量筛选或实验室台式操作中的测定开发，以及微孔板的质量控制/质量保证 （QA） 诊断评估质量或可视化良好的格式错误。
Introduction
正如最近出版的1，Scripps研究2的铅识别实验室已经开发并发布了一个用于微孔板制备的开源照明面板，称为微孔板辅助移液光发射器（M.A.P.L.E.）。手动制备微孔板，无论是为化合物管理还是生物测定需求，都容易出现人为错误，随着微孔板密度的增加而大大增加。此外，对微板内容/格式进行适当的记录和数据记录也容易出现手动输入错误。在高吞吐量筛选 （HTS） 自动化设施中，通过使用与自动化数据库记录保存集成的计算机驱动的机器人工作站，这些问题得到缓解;尽量减少手动操作，并减少格式化和数据记录错误的可能性。然而，仍然存在许多基于自动化的仪器根本不可行或与微板格式化需求兼容的情况，需要人工干预。此外，还需要支持需要紧凑且经济高效的半自动化设备，以提高其吞吐量、准确性和自动记录微孔板制备的数据记录的小规模实验室操作。
虽然存在其他微板照明系统，但它们是专有的商业解决方案3、4、5、6、7，仅限于选择微孔板格式及其专有闭源特性可防止用户驱动的修改，从而允许将这些设备适应专用操作。 M.A.P.L.E.被设计成一个廉价的开源设备，源代码和所有设计文件都可以免费在线8。熟悉表面安装焊接技术的用户可以使用 GitHub 上提供的代码和设计文件组装自己的 M.A.P.L.E. 设备，也可以修改提供的印刷电路板 （PCB） 设计、3D 打印外壳计算机辅助设计 （CAD） 模型和代码，以满足其特定需求。在补充表 1和表2中可以找到制造光导多氯联苯所需的部件的完整列表，有关光板设计和实施的进一步详细信息可在最近出版的表格中找到文档1.用户如果希望购买基于开源文件的预组装光导PCB，可以在网上找到它们9。
M.A.P.L.E. 为用户提供了易于控制的照明面板，其基于微板的封装和 LED 到 LED 间距与微板10的生物分子筛选协会 （SBS） 规范相匹配。M.A.P.L.E.开发为支持 96 孔和 384 孔密度微孔板，并允许用户以任何所需的配置、颜色和强度照亮油井。这些光板可用于照亮微孔板进行移液操作11，以模拟实验室格式化操作或仪器，如微板读取器12，13用于教育和演示目的。项目的开源特性允许用户轻松修改面板、固件或图形用户界面 （GUI） 软件，以支持任何新的所需功能。指导和数据记录保存由计算机驱动，可与电子表格集成或移植到数据库系统。由于 M.A.P.L.E. 设计用于使用纯文本逗号分隔文件，因此可以轻松扩展任何能够导入或导出 CSV 格式化文件的电子表格或数据库软件，以与 M.A.P.L.E 一起使用。此外，为该系统设计的项目外壳在移液操作期间将微孔板向用户倾斜，通过在实验室工作台上为用户提供更自然的姿势，提高了人体工程学。M.A.P.L.E.系统的具体操作特点包括：（一） 通过在微孔板上照亮单一电源井和目的地，促进复合管理工作，以进行手动移液指导;（二） 促进复合管理工作，在制备定制板材方面进行人工移液指导;协助通过计算机脚本，可以保存为电子记录完成后。（二） M.A.P.L.E. 可以照亮微孔行或柱上任意数量的井;非常适合快速串行稀释指导或放置选择复制控件。（三） M.A.P.L.E.可在示范模式下使用，以促进实验室培训需求，或突出样品和控制放置或专用井使用（例如边缘效应屏障间隙）的格式要求。（四） M.A.P.L.E. 可以背光透明/半透明井，以便对沉淀/结晶、气泡、异质性、空井等伪影进行可视化;这也允许最终用户轻松拍摄板图像，以满足文档需求
Protocol
Representative Results
Discussion
通过发布 M.A.P.L.E.作为开源平台，我们引入了一个实验室工具，提供实用，但也可以轻松扩展以满足最终用户不断变化的需求。Benchtop 微孔板样品制备是在各种实验室环境中执行的常见任务，使用 M.A.P.L.E 等技术可以明显提高此任务。
M.A.P.L.E. 平台经过专门设计，具有适应未来应用的能力。每个组件（电子照明面板、固件、GUI、外壳）都可以提取出来单独使用，作为大型系统?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
作者要感谢莉娜·德卢卡、法哈尔·辛格拉、汉娜·威廉姆斯、林恩·邓、奥西纳奇·恩沃苏和莎拉·瓦赫特曼协助测试M.A.P.L.E.平台。
Materials
| 96 or 384 well microplate | https://en.wikipedia.org/wiki/Microplate | ||
| Microplate Assistive Pipetting Light Emitter | Open source | https://github.com/pierrebaillargeon/Microplate-Assistive-Pipetting-Light-Emitter | |
| Pipettor | https://www.jove.com/science-education/5033/an-introduction-to-the-micropipettor | ||
| Spectrometer | Ocean Optics | USB-650 Red Tide |
References
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- Baillargeon, P., et al. The Scripps Molecular Screening Center and Translational Research Institute. SLAS DISCOVERY: Advancing Life Sciences R&D. 24 (3), 386-397 (2019).
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- . General Laboratory Techniques. Introduction to the Microplate Reader. JoVE Science Education Database. , (2019).
