Søknader om åpen kilde Mikroplate-kompatibel belysning paneler

Summary

Mikroplate hjelpe pipettering Light emitter (M.A.P.L.E.) er en datamaskin-drevet enhet som systematisk lyser mikrotiterbrønnene brønner for å gi veiledning for manuell fremstilling av mikroplater.  M.A.P.L.E. forbedrer nøyaktigheten av mikroplate forberedelser under automatisering av data arkiverings.  I tillegg kan det hjelpe med å undersøke mikroplate kvalitet eller hjelp i påvisning av feil.

Abstract

Mikroplater er ofte brukt i moderne laboratoriemiljø for en rekke oppgaver både i småskala laboratorium stasjonære operasjoner så vel som store høy gjennomstrømming screening (HTS) kampanjer. Selv om laboratoriet automatisering har betydelig økt nytten av mikroplater det fortsatt tilfeller der automatisering-baserte instrumentering ikke er gjennomførbart, kostnadseffektiv eller kompatibel med mikroplate formatering behov. I disse tilfellene må mikroplater klargjøres manuelt. Problematisk å manuell mikroplate manipulasjoner er at en rekke vanskeligheter kan oppstå knyttet til nøyaktig sporing av prøven operasjoner, dataregistrering holder og kvalitetskontroll (QC) inspeksjon for brønn gjenstander eller formatering feil. Som mikroplate godt tettheten øke (dvs. 96-Vel, 384-Vel, 1536-vel) potensialet for å innføre feil også drastisk øker.  Videre, for små benk-Top laboratorie operasjoner finnes det et behov for å forbedre letthet og nøyaktigheten av prøven håndtering på en kostnadseffektiv måte. Heri beskriver vi et system som fungerer som en semi-automatisert pipettering guide referert til som Mikroplate hjelpemidler pipettering Light emitter (M.A.P.L.E.).  M.A.P.L.E. har flere bruksområder for støtte sammensatte hit-plukking og mikroplate forberedelser for analysen utvikling i høy gjennomstrømming screening eller laboratorium stasjonære operasjoner, samt QC/kvalitetssikring (QA) diagnostisk evaluering av mikroplate kvaliteten eller visualisere godt formateringsfeil.

Introduction

Som nylig publisert¹, ledelsen identifisering laboratoriet ved Scripps Research² har utviklet og gitt ut en åpen kildekode belysning panel for mikroplate forberedelse referert til som Mikroplate hjelpemidler pipettering Light emitter (M.A. P.L.E.). Manuell fremstilling av mikroplater, enten de er laget for sammensatte ledelse eller bio-analysen behov, kan være utsatt for menneskelige feil som drastisk øker også tettheten av mikroplate øker. I tillegg er riktig arkiverings og data-logging av mikroplate innhold/format er også utsatt for manuell oppføring feil. I høy gjennomstrømming screening (HTS) automatisering anlegg disse problemene er dempet gjennom bruk av datamaskin-drevet Robotic arbeidsstasjoner som er integrert med automatiserte database arkiverings; minimere manuelle manipulasjoner og redusere potensialet for formatering og dataregistreringsfeil. Imidlertid, der fremdeles mange eksempler der hvor automatikk-basert instrumentering er bare ikke gjennomførbart eller forenlig med mikroplate formaterer nødvendig, behøver håndbok intervensjon. Videre er det også behov for å støtte småskala laboratorie operasjoner som krever kompakte og kostnadseffektive semi-automatiserte enheter for å forbedre deres gjennomstrømning, nøyaktighet og automatisere data-arkiverings av mikroplate forberedelser.

Mens andre mikroplate belysning systemer eksisterer, de er proprietære kommersielle løsninger^3,4,5,6,7 begrenset til å velge mikroplate formater og deres proprietære lukket kildekode naturen hindrer bruker-drevet modifikasjoner som ville tillate tilpasningen disse enhetene for spesialiserte operasjoner.  M.A.P.L.E. ble designet for å være en rimelig åpen kildekode enhet, med kildekoden og alle design filer tilgjengelig for gratis online⁸. Brukere med kjennskap til overflate Mount lodding teknikker kan sette sammen sine egne M.A.P.L.E. enheter med koden og design filer tilgjengelig på GitHub, eller de kan endre den med følgende trykte kretskort (PCB) design, 3D print kabinett dataassistert design (CAD) modeller og kode for å møte deres spesifikke behov. En fullstendig liste over deler som trengs for å dikte lys guide PCB finnes i supplerende tabeller 1 og 2 og ytterligere detaljer om design og implementering av lyspanelene kan finnes i nylig publisert dokumentasjon¹. Brukere som ønsker å kjøpe pre-monterte lys guide PCB basert utenfor åpen kildekode-filer kan finne dem oppført på Internett⁹.

M.A.P.L.E. gir brukeren en lett kontrollerbar belysning panel som har en mikroplate-basert fotavtrykk og LED-til-LEDEDE avstand matchet til Society for Biomolecular screening (SBS) spesifikasjoner for mikroplater¹⁰. M.A.P.L.E. ble utviklet for å støtte 96-og 384-brønn tetthet mikroplater og tillate brukere å belyse brønner i enhver ønsket konfigurasjon, farge og intensitet. Disse lyspanelene kan brukes til å belyse mikroplater for pipettering operasjoner¹¹, for å simulere laboratorie formatering operasjoner eller instrumenter som en mikroplate leser^12,13 for pedagogisk og demonstrasjon Formål. Det åpen kilde art av prosjektet innrømmer brukernes å lett endre det panel, firmware eller grafisk bruker grenseflate (GUI) programvare å oppbacking alle ny ønsket funksjonaliteten. Veilednings-og data arkiverings er datamaskin drevne og kan integreres med regneark eller portet til et database system. Fordi M.A.P.L.E. er designet for å fungere med ren tekst Comma-separerte filer, alle regneark eller databaseprogramvare som er i stand til å importere eller eksportere CSV-formaterte filer kan enkelt utvides til å fungere med M.A.P.L.E. Videre, prosjektet kabinettet som er designet for dette systemet vipper mikroplate mot brukeren under pipettering operasjoner, økt ergonomi ved å gi en mer naturlig holdning for brukeren mens på lab benken. Spesifikke operative funksjoner til M.A.P.L.E. systemet inkluderer: (i) tilrettelegging sammensatte ledelsen innsats i å forberede tilpassede plater ved å belyse enkelt kilde brønn og destinasjon godt over mikroplater for manuell pipettering veiledning; assistert gjennom et datamaskin skript som kan lagres som en elektronisk post innlegg ferdigstillelse. (II) M.A.P.L.E. kan belyse et hvilket som helst antall brønner på tvers av mikroplate rader eller kolonner; som er ideell for rask seriell fortynning veiledning eller plassering av utvalgte replikere kontroller. (III) M.A.P.L.E. kan brukes i en demonstrasjonsmodus for å forenkle laboratorie opplæringsbehov eller fremheve Formateringskrav med hensyn til utvalgs-og kontroll plasseringer eller dedikert brønn bruk (f.eks. kant effekt barriere gap). (IV) M.A.P.L.E. kan bakgrunnsbelysning transparent/gjennomskinnelig brønner for å tillate visualisering av gjenstander som nedbør/krystallisering, bobler, brønn heterogenitet, tomme brønner; som også lar sluttbrukeren enkelt fotografere plate bilder for dokumentasjonsbehov

Protocol

1. Semiautomated “plate til plate” sample overføring forberedelse Generer en CSV-fil som vist i figur 1 som inneholder kilde-og mål plater ved hjelp av et redigeringsprogram for regneark. CSV-filen som genereres, må ha følgende overskrifts Kol onner i den angitte rekkefølgen: Source_barcode; Destination_barcode; Source_well; Dest_well; Transfer_volume. Under overskrifts kolonnene må du passe på å ta med én rad i CSV-filen for hver ønskede pipettering operasjon (…

Representative Results

Den M.A.P.L.E. plattformen er i stand til å belyse brønner i 96-og 384-vel mikroplater i en rekke bruker konfigurerbare måter, slik enkel og uavhengig kontroll av farge og lys intensitet i hver brønn. Ved å bidra til å redusere mulighetene for feil i manuelle pipettering operasjoner, hjelper M.A.P.L.E. brukere med å forberede mikroplater med økt tillit til at hver brønn inneholder det ønskede innholdet. Overføring av prøver mellom platene og utarbeidelse av serielle fortynning plater, slik som eksemplene sett…

Discussion

Ved å slippe M.A.P.L.E. som en åpen kildekode-plattform, har vi innført et laboratorium verktøy som gir nytte, men kan også lett utvides til å møte de utviklende behovene til sluttbrukeren. Stasjonære mikroplate sample forberedelse er en vanlig oppgave som er utført i en rekke laboratoriemiljøer, og denne oppgaven kan bli påviselig forbedret med en teknologi som M.A.P.L.E.

M.A.P.L.E.-plattformen er spesielt utviklet med tilpasning til fremtidige applikasjoner i tankene. Hver kompone…

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