Açık Kaynak Mikroplaka Uyumlu Aydınlatma Panelleri Uygulamaları
Summary
Microplate Assistive Pipetting Light Emitter (M.A.P.L.E.), mikroplakaların manuel hazırlanmasına rehberlik etmek için mikrotiter kuyuları sistematik olarak aydınlatan bilgisayar tahrikli bir cihazdır. M.A.P.L.E. veri kayıt tutmayı otomatikleştirirken mikroplaka hazırlamanın doğruluğunu artırır. Buna ek olarak, mikroplaka kalitesinin incelenmesine yardımcı olabilir veya hataların saptanmasında yardımcı olabilir.
Abstract
Mikroplakalar, hem küçük ölçekli laboratuvar tezgah lama operasyonlarında hem de büyük ölçekli yüksek iş letimattarama (HTS) kampanyalarında çok çeşitli görevler için modern laboratuvar ortamında yaygın olarak kullanılmaktadır. Laboratuvar otomasyonu mikroplakaların faydasını büyük ölçüde artırmış olsa da, otomasyon tabanlı enstrümantasyonun mümkün olmadığı, uygun maliyetli veya mikroplaka biçimlendirme ihtiyaçlarıyla uyumlu olmadığı durumlar devam etmektedir. Bu gibi durumlarda, mikroplakalar elle hazırlanmalıdır. Manuel mikroplaka manipülasyonları için sorunlu zorluklar örnek işlemleri, veri kayıt tutma ve kalite kontrol (QC) iyi eserler veya biçimlendirme hataları için denetim doğru izleme ile ilgili ortaya çıkabilir. Mikroplaka iyi yoğunlukları arttıkça (yani, 96-iyi, 384-iyi, 1536-iyi) hata lar ortaya çıkarma potansiyeli de önemli ölçüde artar. Ayrıca, küçük tezgah üstü laboratuvar operasyonları için, numune işlemenin kolaylığını ve doğruluğunu uygun maliyetli bir şekilde iyileştirmeye ihtiyaç vardır. Burada, Mikroplate Yardımcı Pipetleme Işık Yayıcısı (M.A.P.L.E.) olarak adlandırılan yarı otomatik pipetleme kılavuzu olarak hareket eden bir sistemi tanımlıyoruz. M.A.P.L.E.’nin, yüksek iş letme taraması veya laboratuvar tezgahüstü operasyonlarında test gelişimi için bileşik isabet toplama ve mikroplaka hazırlamanın yanı sıra mikroplakanın QC/kalite güvencesi (QA) tanısal değerlendirmesini desteklemek için birden fazla kullanımı vardır. kalite veya iyi biçimlendirme hataları görselleştirme.
Introduction
Son zamanlarda yayınlanan1, Scripps Research2 Kurşun Tanımlama laboratuvarı geliştirdi ve mikroplaka hazırlanması için bir açık kaynak aydınlatma paneli yayımladı Microplate Yardımcı Pipetting Light Emitter (M.A. P.L.E.). Mikroplakaların manuel olarak hazırlanması, ister bileşik yönetimi veya biyo-tsay ihtiyaçları için yapılmış olsun, mikroplakanın yoğunluğunu önemli ölçüde artıran insan hatalarına yatkın olabilir. Buna ek olarak, mikroplaka içeriğinin/biçiminin uygun kayıt tutma ve veri günlüğe kaydetme si manuel giriş hatalarına da açıktır. Yüksek iş hacmi tarama (HTS) otomasyon tesislerinde bu sorunlar, otomatik veritabanı kayıt tutma ile entegre bilgisayar odaklı robotik iş istasyonları kullanılarak azaltılır; manuel manipülasyonları en aza indirmek ve biçimlendirme ve veri kaydetme hatalarını azaltmak. Ancak, otomasyon tabanlı enstrümantasyonun mümkün olmadığı veya mikroplaka biçimlendirme ihtiyaçlarıile uyumlu olmadığı ve manuel müdahale gerektiren pek çok örnek vardır. Ayrıca, mikroplaka hazırlama veri kayıt işlemlerini geliştirmek için kompakt ve uygun maliyetli yarı otomatik cihazlar gerektiren küçük ölçekli laboratuvar işlemlerini desteklemek de gereklidir.
Diğer mikroplaka aydınlatma sistemleri mevcut olsa da, onlar özel ticari çözümler3,4,5,6,7 seçmek mikroplaka biçimleri ve tescilli sınırlı kapalı kaynak yapısı, bu aygıtların özel işlemler için uyarlanmasını sağlayacak kullanıcı odaklı değişiklikleri önler. M.A.P.L.E. ucuz bir açık kaynak cihaz olarak tasarlanmıştır, kaynak kodu ve ücretsiz online8için kullanılabilir tüm tasarım dosyaları ile . Yüzey eleme teknikleri bilgisine sahip kullanıcılar, github’da bulunan kod ve tasarım dosyalarıyla kendi M.A.P.L.E. cihazlarını bir araya getirebilir veya sağlanan basılı devre kartları (PCB) tasarımlarını, 3D baskı muhafazasını bilgisayar destekli olarak değiştirebilirler. tasarım (CAD) modelleri ve kod kendi özel ihtiyaçlarını karşılamak için. Işık kılavuzu PCB’lerini imal etmek için gereken parçaların tam listesi Ek Tablolar 1 ve 2’de bulunabilir ve ışık panellerinin tasarımı ve uygulanmasıyla ilgili daha fazla ayrıntı yakın zamanda yayınlanan dokümantasyon1. Açık kaynak dosyaları kapalı dayalı önceden monte ışık kılavuzu PCBs satın almak isteyen kullanıcılar onları online9listelenen bulabilirsiniz .
M.A.P.L.E. mikroplaka tabanlı ayak izi ve LED-led aralığı Society for Biomolecular Screening (SBS) özellikleri ilemikroplakalar 10eşleşen bir kolayca kontrol edilebilir aydınlatma paneli ile kullanıcı sağlar 10 . M.A.P.L.E. 96 ve 384 yoğunluklu mikroplakaları desteklemek ve kullanıcıların kuyuları istenilen konfigürasyon, renk ve yoğunlukta aydınlatmalarını sağlamak için geliştirilmiştir. Bu ışık panelleri borulama işlemleri için mikroplakaları aydınlatmak için kullanılabilir11,laboratuvar biçimlendirme işlemleri veya mikroplaka okuyucu gibi aletleri simüle etmek için12,13 eğitim ve gösteri için Amaçlı. Projenin açık kaynak yapısı, kullanıcıların istenen yeni işlevleri destekleyecek panelleri, firmware veya grafik kullanıcı arabirimi (GUI) yazılımını kolayca değiştirmelerine olanak tanır. Kılavuz ve veri kayıt tutma bilgisayar ayarıdır ve elektronik tablolarla tümleştirilebilir veya bir veritabanı sistemine taşınabilir. M.A.P.L.E. düz metin virgül lesınırlı dosyalarla çalışmak üzere tasarlandığından, CSV biçimlendirilmiş dosyaları içe aktarabilen veya dışa aktarabilen elektronik tablolar veya veritabanı yazılımları M.A.P.L.E. ile çalışmak üzere kolayca genişletilebilir. Ayrıca, bu sistem için tasarlanan proje muhafazası, boru lama işlemleri sırasında mikroplakayı kullanıcıya doğru yatırır ve laboratuvar tezgahında yken kullanıcıya daha doğal bir duruş sağlayarak ergonomiyi artırır. M.A.P.L.E. sistemine özgü operasyonel özellikler şunlardır: (i) Manuel pipetleme kılavuzu için tek bir kaynağı iyi aydınlatarak özelleştirilmiş plakaların hazırlanmasında bileşik yönetim çabalarını kolaylaştırmak ve varış noktasını mikroplakalar arasında iyi bir şekilde aydınlatmak; tamamlanması ndan sonra elektronik kayıt olarak kaydedilebilen bir bilgisayar komut dosyası aracılığıyla desteklenir. (ii) M.A.P.L.E. mikroplaka satırları veya sütunları arasında herhangi bir sayıda kuyu aydınlatabilir; hangi ideal hızlı seri seyreltme rehberlik veya seçilmiş çoğaltma kontrolleri yerleşimi için uygundur. (iii) M.A.P.L.E. laboratuvar eğitim gereksinimlerini kolaylaştırmak veya numune ve kontrol yerleşimleri veya özel kuyu kullanımı (örn. kenar etkisi bariyer boşluğu) ile ilgili biçimlendirme gereksinimlerini vurgulamak için bir gösteri modunda kullanılabilir. (iv) M.A.P.L.E. yağış/kristalizasyon, kabarcıklar, iyi heterojenlik, boş kuyular gibi eserlerin görselleştirilmesine olanak sağlamak için saydam/yarı saydam kuyuları arkadan aydınlatabilir; aynı zamanda son kullanıcının belge ihtiyaçları için plaka görüntülerini kolayca fotoğraflamasına olanak tanır
Protocol
Representative Results
Discussion
M.A.P.L.E.’yi açık kaynak platformu olarak piyasaya süreceyerek, yardımcı program sağlayan, ancak son kullanıcının gelişen ihtiyaçlarını karşılamak için kolayca genişletilebilen bir laboratuvar aracı sunduk. Benchtop mikroplaka numune hazırlama laboratuvar ortamları geniş bir yelpazede gerçekleştirilen ortak bir görevdir ve bu görev kanıtlanabilir M.A.P.L.E gibi bir teknoloji ile geliştirilebilir.
M.A.P.L.E. platformu özellikle gelecekteki uygulamalara uyum sağlana…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar Lina DeLuca, Fakhar Singhera, Hannah Williams, Lynn Deng, Osinachi Nwosu ve Sarah Wachtman M.A.P.L.E. platformu test yardımiçin kabul etmek istiyorum.
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
- 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).
