تطبيقات للواح الاضاءه المتوافقة مع اللوحة المفتوحة المصدر
Summary
ان باعث الضوء المعين بالأنابيب الصغيرة (M.A.P.L.E.) هو جهاز يعمل بالحاسوب ويقوم بشكل منهجي باناره ابار الميكروتير لتوفير التوجيه للاعداد اليدوي للوحات المجهرية. يحسن M.A.P.L.E. دقه اعداد الصفيحة الدقيقة اثناء أتمته حفظ سجلات البيانات. الاضافه إلى ذلك ، فانه يمكن ان تساعد في فحص جوده اللوحة المجهرية أو المساعدة في الكشف عن الأخطاء.
Abstract
ويشيع استخدام الصفائح المجهرية في البيئة المختبرية الحديثة لمجموعه واسعه من المهام سواء في العمليات المختبرية الصغيرة الحجم ، فضلا عن حملات الفحص العالية الانتاجيه الواسعة النطاق. علي الرغم من ان أتمته المختبرات قد زادت بشكل كبير من فائده الصفائح الدقيقة لا تزال هناك حالات حيث الاجهزه القائمة علي الاتمته ليست ممكنة ، وفعاله من حيث التكلفة أو متوافقة مع احتياجات تنسيق اللوحة الصغيرة. وفي هذه الحالات ، يجب اعداد الصفائح المجهرية يدويا. إشكاليه للتلاعب الجزئي اليدوي هو ان عددا من الصعوبات يمكن ان تنشا المتعلقة بدقه تتبع عمليات العينة ، وحفظ سجل البيانات ومراقبه الجودة (QC) التفتيش للتحف الجيدة أو أخطاء التنسيق. بما ان [ميكروبلايت] بئر كثافة زيادة ([اي.], [96-ول], [384-ول], [1536-ول]) الامكانيه لإدخال أخطاء أيضا زيادات بشده. وعلاوة علي ذلك ، فانه بالنسبة للعمليات المختبرية الصغيرة علي مستوي المقاعد هناك حاجه إلى تحسين سهوله ودقه مناوله العينات بطريقه فعاله من حيث التكلفة. هنا ، نقوم بوصف النظام الذي يعمل كدليل لتنضيد العينات شبه مؤتمت والمشار اليه باسم باعث الضوء المعين لM.A.P.L.E.. M.A.P.L.E. له استخدامات متعددة لدعم الجمع بين الضرب المركب واعداد الصفيحة الدقيقة لتطوير المقايسة في الفحص عاليه الانتاجيه أو العمليات المختبرية العليا ، فضلا عن QC/ضمان الجودة (QA) التقييم التشخيصي لصفيحه صغيره جوده أو تصور أخطاء التنسيق بشكل جيد.
Introduction
وكما نشرت في الاونه الاخيره1، فان مختبر تحديد الهوية الرئيسية في سكريبس البحوث2 قد وضعت وأصدرت لوحه الاضاءه مفتوحة المصدر لاعداد الصفيحة الصغيرة المشار اليها باسم باعث الضوء المساعدة ميكروبلايت (ماجستير P.L.E.). الاعداد اليدوي للوحات مجهريه ، سواء كانت مصنوعة لأداره مركب أو احتياجات الفحص الحيوي ، يمكن ان تكون عرضه للأخطاء البشرية التي تزيد بشكل كبير وكذلك كثافة الزيادات microplates. الاضافه إلى ذلك ، فان الحفظ السليم للسجلات وتسجيل البيانات الخاصة بمحتوي/شكل الصفيحة الصغيرة هو أيضا عرضه لأخطاء الإدخال اليدوية. وفي مرافق التشغيل الألى للفحص العالي الإنتاجي ، تخفف هذه المسائل من خلال استخدام محطات العمل الروبوتية التي تعمل بالحاسوب والتي تتكامل مع حفظ السجلات المؤتمتة لقواعد البيانات ؛ تقليل التلاعب اليدوي وتقليل احتمالات التنسيق وأخطاء تسجيل البيانات. ومع ذلك ، لا تزال هناك العديد من الحالات التي تكون فيها الاجهزه القائمة علي الاتمته غير ممكنة ببساطه أو متوافقة مع احتياجات تنسيق اللوحة الدقيقة ، والتي تتطلب تدخلا يدويا. وعلاوة علي ذلك ، هناك حاجه أيضا إلى دعم العمليات المختبرية الصغيرة النطاق التي تتطلب أجهزه شبه مؤتمتة مدمجه وفعاله من حيث التكلفة لتحسين إنتاجيتها ودقتها وأتمته حفظ سجلات البيانات لاعداد الصفيحات الدقيقة.
في حين ان أنظمه الاضاءه microplate الأخرى موجودة ، فهي الملكية التجارية الحلول3،4،5،6،7 محدوده لتحديد تنسيقات microplate والملكية الخاصة بهم طبيعة مغلقه المصدر يمنع التعديلات التي يحركها المستخدم التي من شانها ان تسمح للتكيف هذه الاجهزه للعمليات المتخصصة. تم تصميم M.A.P.L.E. ليكون جهاز مفتوح المصدر غير مكلفه ، مع شفره المصدر وجميع ملفات التصميم المتاحة مجانا علي الإنترنت8. يمكن للمستخدمين مع المعرفة من سطح جبل تقنيات لحام تجميع الاجهزه الخاصة بهم M.A.P.L.E. مع رمز وتصميم الملفات المتاحة علي جيثب ، أو انها يمكن تعديل لوحات الدوائر المطبوعة المقدمة (Pcb) التصاميم ، 3D الطباعة الضميمه بمساعده الكمبيوتر تصميم (CAD) نماذج والتعليمات البرمجية لتلبيه احتياجاتهم الخاصة. ويمكن الاطلاع علي قائمه كامله بالأجزاء اللازمة لصنع الدليل الضوئي لمركب ثنائي الفينيل متعدد الكلور في الجدولين التكميليين 1 و 2 ، ويمكن الاطلاع علي مزيد من التفاصيل المتعلقة بتصميم وتنفيذ ألواح الخفيفة في منشورات صدرت مؤخرا 1-الوثائق المستخدمين الذين يرغبون في شراء دليل ضوء تجميعها مسبقا الكلور استنادا إلى ملفات مفتوحة المصدر يمكن العثور عليها المدرجة علي الإنترنت9.
M.A.P.L.E. يوفر للمستخدم مع لوحه الاضاءه التي يمكن السيطرة عليها بسهوله والتي لديها البصمة المستندة إلى اللوحة والتباعد الصمام إلى الصمام مطابقه لمواصفات المجتمع للكشف عن الجزيئات الحيوية (SBS) للوحات المجهرية10. وقد تم تطوير M.A.P.L.E. لدعم الصفائح الدقيقة 96-و 384 الكثافة والسماح للمستخدمين للقاء النور علي الآبار في اي التكوين المطلوب ، واللون والكثافة. ويمكن استخدام هذه ألواح الخفيفة للقاء الضوء علي الصفائح الدقيقة لعمليات الأنابيب11، لمحاكاة عمليات التنسيق المختبري أو الاداات مثل قارئ الصفيحات الصغيرة12،13 للتربية والتظاهر اغراض. طبيعة المصدر المفتوح للمشروع يسمح للمستخدمين بسهوله تعديل اللوحات ، البرامج الثابتة أو واجهه المستخدم الرسوميه (GUI) البرمجيات لدعم اي وظيفة المطلوب جديده. والتوجيه وحفظ سجلات البيانات موجهان بالحاسوب ويمكن دمجها مع جداول بيانات أو استدار إلى نظام لقواعد المعطيات. لأنه تم تصميم M.A.P.L.E. للعمل مع النص العادي بفواصل الملفات المحددة ، يمكن بسهوله توسيع اي جدول بيانات أو اي برنامج قاعده معلومات قادره علي استيراد أو تصدير ملفات بتنسيق CSV للعمل مع M.A.P.L.E. وعلاوة علي ذلك ، فان الضميمه المشروع الذي تم تصميمه لهذا النظام يميل الصفيحة الصغيرة نحو المستخدم اثناء عمليات التنضيد ، مما يزيد من بيئة العمل من خلال توفير وضعيه أكثر طبيعيه للمستخدم اثناء وجوده في مقعد المختبر. وتشمل الميزات التشغيلية المحددة لنظام M.A.P.L.E. ما يلي: ‘ 1 ‘ تيسير جهود أداره المركبات في اعداد لوحات مخصصه عن طريق إلقاء الاضاءه الجيدة علي المصدر الواحد والمقصد بشكل جيد عبر الصفائح الدقيقة للتوجيه اليدوي لوضع الأنابيب ؛ مساعده من خلال البرنامج النصي الكمبيوتر التي يمكن حفظها علي انها سجل الكترونيه بعد الانتهاء. ‘ 2 ‘ يمكن لm.a.p.l.e. ان يضيء اي عدد من الآبار عبر صفوف أو أعمده الصفيحة الصغيرة ؛ والتي هي مناسبه بشكل مثالي لتوجيه التخفيف التسلسلي السريع أو التنسيب اختيار النسخ المتماثل الضوابط. ‘ 3 ‘ يمكن استخدام M.A.P.L.E. في طريقه عرض إيضاحيه لتيسير احتياجات التدريب في المختبرات أو إبراز متطلبات التنسيق فيما يتعلق بمواضع العينات والتحكم أو الاستخدام الجيد المخصص (مثل فجوه الحواجز التي تؤثر علي الحافة). ‘ 4 ‘ يمكن M.A.P.L.E. الاضاءه الخلفية الشفافة/الآبار الشفافة للسماح بتصور التحف مثل الترسيب/التبلور ، والفقاعات ، والتغاير الجيد ، والآبار الفارغة ؛ الذي يسمح أيضا للمستخدم النهائي للصور بسهوله لوحه صور لاحتياجات الوثائق
Protocol
Representative Results
Discussion
من خلال الإفراج عن M.A.P.L.E. كمنصة مفتوحة المصدر ، وقد أدخلنا أداه مختبريه التي توفر الفائدة ، ولكن يمكن أيضا ان تمتد بسهوله لتلبيه الاحتياجات المتطورة للمستخدم النهائي. يعد اعداد عينه الصفيحة الصغيرة بالسطح مهمة شائعه يتم تنفيذها في مجموعه واسعه من بيئات المختبرات ويمكن تحسين هذه المهمة بش?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويود أصحاب البلاغ الاعتراف بلينا ديلوكا ، وفخر سينغيرا ، وهانا ويليامز ، ولين دينغ ، وائل نووسو ، وساره واتتمان لمساعدتهم في اختبار منصة 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 |
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).
