Aplicações para painéis de iluminação compatíveis com microplate de código aberto
Summary
O emissor de luz de pipetagem de microplacas (M.A.P.L.E.) é um dispositivo orientado por computador que ilumina sistematicamente os poços de microtitula para fornecer orientação para a preparação manual de microchapas. M.A.P.L.E. melhora a exatidão da preparação do microplate ao automatizar o Recordkeeping dos dados. Além disso, ele pode ajudar com a análise de qualidade microplate ou ajuda na detecção de erros.
Abstract
As microplacas são comumente usadas no ambiente de laboratório moderno para uma ampla variedade de tarefas, tanto em operações de bancada de laboratório em pequena escala como em campanhas de triagem de alta produtividade (HTS) de grande escala. Embora a automação laboratorial tenha aumentado consideravelmente a utilidade das microplacas, permanecem instâncias em que a instrumentação baseada em automação não é viável, rentável ou compatível com as necessidades de formatação de microplaca. Nestes casos, as microplacas devem ser preparadas manualmente. Problemático às manipulações manuais do microplate é que um número de dificuldades pode surgir a respeito do seguimento exato das operações da amostra, da manutenção do registro dos dados e da inspeção do controle de qualidade (QC) para artefatos do poço ou erros de formatação. Como as densidades do microplate aumentam (isto é, 96-well, 384-bem, 1536-well) o potencial para introduzir erros igualmente aumenta dràstica. Além disso, para as operações de laboratório de bancada de pequeno porte existe a necessidade de melhorar a facilidade e precisão de manipulação de amostras de forma rentável. Nisto, nós descrevemos um sistema que actue como um guia de pipetagem semiautomatizado referido como o emissor de luz de pipetagem de microplate Assistive (M.A.P.L.E.). M.A.P.L.E. tem usos múltiplos para o apoio composto da batida-colheita e a preparação do microplate para o desenvolvimento do ensaio na seleção da elevado-produção ou nas operações do de bancada do laboratório, assim como a avaliação diagnóstica do QC/garantia de qualidade (QA) do microplate qualidade ou visualizando erros de formatação bem.
Introduction
Como recentemente publicado1, o laboratório de identificação de chumbo na Scripps Research2 desenvolveu e lançou um painel de iluminação de código aberto para preparação de microplacas referido como o emissor de luz de pipetagem de microplate Assistive (M.A. P.L.E.). A preparação manual de microplacas, se são feitas para a gerência composta ou as necessidades do bio-ensaio, podem ser propensas aos erros humanos que aumentam dràstica assim que a densidade do microplate aumenta. Além disso, a gravação adequada e o registro de dados de conteúdo/formato de microplacas também são propensos a erros de entrada manual. Em instalações de automação de alta taxa de transferência (HTS), esses problemas são atenuados por meio do uso de estações de trabalho robóticas controladas por computador que são integradas com a manutenção de registros automatizada de banco de dados; minimizando manipulações manuais e reduzindo o potencial de erros de formatação e gravação de dados. No entanto, permanecem muitos casos em que a instrumentação baseada em automação simplesmente não é viável ou compatível com as necessidades de formatação de microplacas, exigindo intervenção manual. Além disso, há também a necessidade de apoiar as operações de laboratório de pequena escala que necessitam de dispositivos semiautomatizados compactos e rentáveis para melhorar a sua produção, precisão e automatizar a gravação de dados de preparação de microplacas.
Quando outros sistemas da iluminação do microplate existirem, são soluções comerciais proprietárias3,4,5,6,7 limitadas para selecionar formatos do microplate e seu proprietário natureza de código-fonte fechado impede modificações orientadas pelo usuário que permitiria a adaptação desses dispositivos para operações especializadas. M.A.P.L.E. foi projetado para ser um dispositivo de fonte aberta barato, com código fonte e todos os arquivos de design disponíveis gratuitamente on-line8. Os usuários com conhecimento de técnicas de solda de montagem de superfície podem montar seus próprios dispositivos M.A.P.L.E. com os arquivos de código e design disponíveis no GitHub, ou podem modificar os designs de placas de circuito impresso (PCBs) fornecidos, gabinete de impressão 3D auxiliado por computador modelos de design (CAD) e código para atender às suas necessidades específicas. Uma lista completa de peças necessárias para fabricar o guia de luz PCBs pode ser encontrada em tabelas complementares 1 e 2 e mais detalhes sobre o projeto e implementação dos painéis de luz pode ser encontrado em recentemente publicado documentação1. Os usuários que desejam comprar PCBs guia de luz pré-montados com base nos arquivos de código aberto podem encontrá-los listados on-line9.
M.A.P.L.E. fornece o usuário com um painel facilmente verificável da iluminação que tenha uma pegada microplate-baseada e um afastamento LED-à-conduzido combinaram às especificações da sociedade para a seleção biomolecular (SBS) para microplates10. M.A.P.L.E. foi desenvolvido para apoiar 96-e 384-bem densidade microplates e permitir que os usuários para iluminar poços em qualquer configuração desejada, cor e intensidade. Estes painéis leves podem ser usados para iluminar microplates para operações de pipetagem11, para simularoperações de formatação de laboratório ou instrumentos como umleitor demicroplacas12,13para educação e demonstração Fins. A natureza de código aberto do projeto permite que os usuários modifiquem facilmente os painéis, o firmware ou o software da interface gráfica do usuário (GUI) para suportar toda a funcionalidade desejada nova. A orientação e a manutenção de registros de dados são controladas por computador e podem ser integradas com planilhas ou portadas para um sistema de banco de dados. Porque M.A.P.L.E. é projetado para trabalhar com arquivos separados por vírgulas de texto sem formatação, qualquer planilha ou software de banco de dados que é capaz de importar ou exportar arquivos formatados CSV pode ser facilmente estendido para trabalhar com M.A.P.L.E. Além disso, o gabinete do projeto que foi projetado para este sistema inclina a microplaca para o usuário durante as operações de pipetagem, aumentando a ergonomia, proporcionando uma postura mais natural para o usuário, enquanto no banco de laboratório. As características operacionais específicas do sistema M.A.P.L.E. incluem: (i) facilitar os esforços de manejo composto na preparação de chapas personalizadas, iluminando bem a fonte única e destino bem através de microplacas para orientação manual de pipetagem; assistida através de um script de computador que pode ser salvo como um registro eletrônico após a conclusão. (II) M.A.P.L.E. pode iluminar todo o número de poços através das fileiras ou das colunas do microplate; que é serido idealmente para a orientação ou a colocação rápida da diluição de série de controles seleto da repetição. (III) M.A.P.L.E. pode ser usado em um modo de demonstração para facilitar as necessidades de treinamento de laboratório ou destacar requisitos de formatação em relação aos posicionamentos de amostra e controle ou uso de poço dedicado (por exemplo, Gap-efeito barreira lacuna). (IV) M.A.P.L.E. pode backlight transparente/translúcido poços para permitir a visualização de artefatos como a precipitação/cristalização, bolhas, bem heterogeneidade, poços vazios; que também permite que o usuário final fotografe facilmente imagens de placas para necessidades de documentação
Protocol
Representative Results
Discussion
Ao liberar M.A.P.L.E. como uma plataforma de código aberto, introduzimos uma ferramenta de laboratório que fornece utilidade, mas também pode ser facilmente estendida para atender às necessidades em evolução do usuário final. A preparação da amostra da microplaca de benchtop é uma tarefa comum que seja executada em uma grande variedade de ambientes do laboratório e esta tarefa pode comprovadamente ser melhorada com uma tecnologia tal como M.A.P.L.E.
A plataforma M.A.P.L.E. foi proje…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores gostariam de reconhecer Lina DeLuca, Fakhar Singhera, Hannah Williams, Lynn Deng, Osinachi Nwosu e Sarah WACHTMAN por sua assistência no teste da plataforma M.A.P.L.E..
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 |
Riferimenti
- Baillargeon, P., et al. Design of Microplate-Compatible Illumination Panels for a Semiautomated Benchtop Pipetting System. SLAS TECHNOLOGY: Translating Life Sciences Innovation. , (2019).
- 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).
- . Pipetting Aid PlatR Available from: https://biosistemika.com/products/pipetting-platr/ (2019)
- Gilson Trackman Pipetting Tracker. Daigger Scientific Available from: https://www.daigger.com/gilson-trackma-pipetting-tracker-i-gsnf70301 (2019)
- TRACKMAN Connected US. Gilson Available from: https://www.gilson.com/default/systemm-trackman-connected-us.html (2019)
- 96 well plate pipette light guide. qit vision Available from: https://www.qitvision.com/projects/#Plate (2019)
- . Microplate Assistive Pipetting Light Emitter GitHub repository Available from: https://github.com/pierrebaillargeon/Microplate-Assistive-Pipetting-Light-Emitter (2019)
- Hawker, C. D., Schlank, M. R. Development of Standards for Laboratory Automation. Clinical Chemistry. 46, 746-750 (2000).
- . General Laboratory Techniques. An Introduction to the Micropipettor. JoVE Science Education Database. , (2019).
- . General Laboratory Techniques. Introduction to the Spectrophotometer. JoVE Science Education Database. , (2019).
- . General Laboratory Techniques. Introduction to the Microplate Reader. JoVE Science Education Database. , (2019).
