تطبيقات للواح الاضاءه المتوافقة مع اللوحة المفتوحة المصدر
October 3rd, 2019
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.
طرق نقل اليد التقليدية من الكواشف السائبة في لوحات microtiter بطيئة وعرضة للخطأ البشري. هذه التكنولوجيا أكثر من ضعف كفاءة العملية ويساعد على القضاء على هذا الخطأ. يمكن أن تساعد هذه التقنية المستخدمين على فهم العمليات التي يتم تنفيذها في اللوحات الدقيقة، وتقليل الفرصة للأخطاء، وزيادة كفاءة المستخدم أثناء عمليات الأنابيب اليدوية.
هذه التقنية سوف تؤثر بشكل إيجابي على النتائج في البيئات ما قبل السريرية والسريرية عن طريق إزالة وتقليل الأخطاء التي يمكن أن تكون مكلفة وحتى تهدد الحياة إذا لم يتم تصحيحها. ويمكن تكييف هذا النظام المفتوح المصدر بسهولة لتطبيقات أخرى، مثل عمليات التفتيش على النسخ الصغيرة، لإزالة أوجه عدم الاتساق في وضع المركبات أو التنسيب البيولوجي، من أجل الكيمياء والاحتياجات البيولوجية. وتثبت إجراءات نقل العينة لينا ديلوكا، وهي مديرة مجمع من مختبر تحديد هوية الرصاص.
لإعداد نقل عينة شبه تلقائي من لوحة إلى لوحة، استخدم تطبيق تحرير جدول بيانات لإنشاء ملف CSV يحتوي على لوحات المصدر والوجهة، ووضع العلامات على الأعمدة الباركود المصدر، والباركود الوجهة، والمصدر جيدًا، والوجهة بشكل جيد، وحجم النقل. تحت الأعمدة، وتشمل صف واحد في الملف لكل عملية الأنابيب المطلوبة تشير إلى الباركود ألفا رقمية من mircoplate المصدر، إذا كان هناك واحد، الباركود ألفا الرقمية من اللوحة الدقيقة الوجهة، إذا كان هناك واحد، الصف الرقمي ألفا ومعرف العمود لل بئر أن pipetted من في لوحة المصدر، والصف الرقمي ألفا ومعرف العمود لل بئر أن يكون pipetted من لوحة الوجهة ، وحجم البيانات التي سيتم نقلها من المصدر بشكل جيد في عمود الباركود المصدر، إلى الوجهة بشكل جيد في الباركود الوجهة. فتح برنامج دليل الضوء لفتح microplate المساعدة أنبوب ضوء الباعث لوحة إلى لوحة تطبيق واجهة المستخدم الرسومية وانقر فوق تحديد ملف cherrypick.
في إطار مستعرض الملف، افتح ملف CSV. سيقوم التطبيق بتحليل الصف الأول من ملف CSV وإلقاء الضوء على الآبار المقابلة في لوحات المصدر والوجهة. استخدام البئر السابق "و التالي جيدا" أزرار لاجتياز ملف CSV على النحو المطلوب.
ستبرز واجهة مستخدم الرسومات باللون الرمادي أي صفوف تم إضاءةها مسبقًا وتمييزها، باللون البني، في الصفوف النشطة حاليًا. تنفيذ عمليات الأنابيب حسب الحاجة لنقل العينات بين المصدر جيدا من لوحة المصدر، إلى الوجهة جيدا من لوحة الوجهة. بالإضافة إلى واجهة المستخدم، يمكن التحقق من الباركود لوحة عبر شاشات الكريستال السائل المرفقة لوحات الإضاءة.
ثم انقر فوق التالي جيدا "للمتابعة حتى يتم الوصول إلى نهاية ملف CSV. لتحميل ملف CSV جديد، انقر فوق تحديد ملف cherrypick "في أي وقت. للخروج من البرنامج، انقر فوق X الأحمر "في الزاوية اليمنى العليا من الواجهة.
بالنسبة للإضاءة المتعددة جيداً، افتح اللوحة الدقيقة المساعدة لإضاءة الأنابيب المُنمَاة تطبيق اللووت التسلسلي للإضاءة وتحديد وضع المعايرة المطلوب وكثافة اللوحة وبدء الصفوف أو الأعمدة. استخدم زر "التالي" و"السابق" للتنقل عبر الصفوف أو الأعمدة بالتسلسل من صف البدء الأولي أو العمود، إلى الصف أو العمود الأخير في اللوحة. في كل مرة يتم النقر فوق التالي "أو السابق" زر، فإن لوحة الضوء تضيء المصابيح المقابلة على microplate.
استمر حتى يتم الوصول إلى نهاية تسلسل المعايرة قبل إنهاء البرنامج. لمحاكاة بصريا مقايسة، وضع microplate في دليل ضوء المحمولة. يحتوي دليل الضوء على بطارية وجميع الإلكترونيات الضرورية لاستخدامها بشكل مستقل عن الكمبيوتر للسماح باستخدام الدليل في وضع محمول باليد يمكن التحكم فيه بأزرار ضغط مدمجة للتبديل بين أوضاع العرض التوضيحي.
استخدم مفتاح تبديل الطاقة في حاوية دليل الضوء المحمولة لتشغيل النظام وتحديد وضع دليل الضوء المحمول المناسب للتجربة. في وضع العرض التوضيحي لفرز عالي الإنتاجية، استخدم مفتاح الضغط بزر الضغط الأيمن في أعلى دليل الضوء المحمول للتبديل عبر أنماط الإضاءة النموذجية. الآبار المضيئة باللون الأحمر تحاكي الاستغناء الكاشف من مقايسة، على سبيل المثال، الخلايا المعلقة في وسائل الإعلام.
الآبار مضيئة مع اللون الأصفر محاكاة الكشف عن إضافة كاشف. بعد ذلك ، يتم محاكاة مصدر ضوء الإثارة مع تحول جميع الآبار إلى اللون الأزرق ، متبوعًا بمحاكاة الضوء المنبعث. يتم إضاءة العمود الأول والأخير من الآبار باللون الأخضر ، ويتم إضاءة أعمدة حقل العينة الوسطى باللون الأزرق للإشارة إلى اللوحة التي يتم قراءتها على قارئ microplate.
كما سيكون للآبار العشوائية في حقل العينة لون أخضر متفاوت الشدة لتمثيل الضربات. لتبديل دليل الضوء بين وضع العرض التوضيحي لفرز الإنتاجية العالية ووضع عرض المعايرة، قم بالضغط على مفتاح زر الضغط الأيسر. عندما يدخل دليل الضوء في وضع المعايرة التجريبية، سيتم إضاءة جميع الآبار في الأعمدة ثلاثة و13 باللون الأصفر.
إن الضغط على مفتاح الضغط بزر اليمين الأكثر سوف يضيء الأعمدة اللاحقة بالتسلسل. عندما يتم الضغط على زر الضغط بعد الوصول إلى العمودين 12 و 22، سيتم إضاءة الآبار في الأعمدة من 4 إلى 12 و 13 إلى 22 بكثافة متناقصة من اللون الأصفر لتمثيل المعايرة. للإضاءة القطعة الأثرية، ضع اللوحة الدقيقة في دليل الضوء المحمول واضغط على مفتاح الضغط على الزر الأيسر مرتين للتبديل دليل الضوء إلى وضع الإضاءة.
استخدم زر الضغط الأيمن للتبديل بين مجموعة من الألوان المعرفة مسبقاً حسب الحاجة للتطبيق. لوحة الضوء سوف تتحول جميع المصابيح في الأحمر والأزرق والأخضر والبرتقالي والأبيض والبنفسجي والأصفر، النيلي في تسلسل مع كل ضغطة الزر الأيمن. اختياريًا، يمكن استخدام كاميرا أو هاتف ذكي لتصوير اللوحة المضيئة لحفظ السجلات أو توثيق العمل.
ويمكن إنجاز نقل العينات بين الألواح وإعداد عملية تخفيف مسلسل دون القلق من الهاء أو فقدان المسار من ما عمليات الأنابيب المتبقية. يمكن استخدام منصة القيقب للمساعدة في إلقاء الضوء على اللوحة الصغيرة لتحديد القطع الأثرية المحتملة ، مثل الترسب ، الآبار الفارغة ، الآبار المملوءة جزئيًا ، أو فقاعات الهواء. ويمكن للمستخدمين بعد ذلك اتخاذ تدابير لتحسين العينات قبل تزويدهم بعمليات المختبرات في المراحل النهائية.
في هذه التجربة التمثيلية ، تتكون قائمة العمل من 49 عملية الأنابيب من اثنين من 384 بئرا مصدر microplates تحتوي على مجموعة عشوائية من الأصباغ الملونة التي تهجئة جوف في واحدة 384 جيدا الوجهة microplate. تخطيط الآبار في لوحة الوجهة تؤكد أن المستخدم الأنابيب في الآبار الصحيحة. ويمكن استخدام نمط لون الآبار في لوحة الوجهة لتحديد الأخطاء التي لم يقم المستخدم باستخدام الأنابيب من البئر الصحيح للوحات المصدر.
تظهر نتائج هذا الاختبار من الرأس إلى الرأس متوسط توفير الوقت بنسبة 50٪ عند المستخدمين تنفيذ هذا الاختبار باستخدام القيقب مقابل قائمة العمل المطبوعة دون اتصال. علاوة على ذلك، كان معدل الخطأ في اللوحات التي تم إنشاؤها باستخدام MAPLE 0٪ لكافة المستخدمين، في حين لوحظ معدل خطأ 6٪ لمستخدم مبتدئ واحد باستخدام قائمة عمل لمهمة إعداد العينة. تركيبات التآزر المخدرات تتطلب إعداد مصفوفة 2D على أساس تخفيف المسلسل حسب العمود للدواء الأول وتمييع المسلسل من صف للدواء الثاني.
نحن نحقق في استخدام الألواح الخفيفة LED لإلقاء الضوء على الاستغناء microdroplet. عن طريق التمسيد ضوء الصمام، يمكننا التقاط صور عينات السائل لمراقبة الجودة وتحليلها. ويمكن لهذا الصك أن يقلل من تعرض المستخدم للمواد والوكلاء الخطرين عن طريق الحد من وقت تفاعلهم وتيسير الاستخدام المناسب للكاشف.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
نظرة عامة
جهاز Microplate Assistive Pipetting Light Emitter (M.A.P.L.E.) هو جهاز يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر ومصمم لتعزيز التحضير اليدوي للوحات الميكروية. من خلال إضاءة آبار الميكروتيتر بشكل منتظم، يحسن M.A.P.L.E. الدقة ويقوم بأتمتة حفظ البيانات، مما يقلل بشكل كبير من الخطأ البشري.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلوم
- تحضير لوحات الميكرو
- الأتمتة في إعدادات المختبرات
- تقليل الأخطاء في عمليات السحب
الخلفية
- الطرق التقليدية لنقل المواد الكيميائية بطيئة وتكثر فيها الأخطاء.
- الكفاءة في تحضير لوحات الميكرو ضرورية لدقة البحث.
- يمكن أن تؤدي الأخطاء البشرية في السحب إلى أخطاء مكلفة في البيئات السريرية.
- يمكن أن تتكيف الأنظمة مفتوحة المصدر مع تطبيقات المختبرات المختلفة.
هدف الدراسة
- لتعزيز كفاءة تحضير لوحات الميكرو.
- لتقليل الخطأ البشري أثناء عمليات السحب اليدوي.
- لتوضيح إجراء نقل العينات بشكل فعال.
الطرق المستخدمة
- إضاءة محكومة بواسطة الكمبيوتر لأبار الميكروتيتر.
- توجيه للتحضير اليدوي للوحات الميكرو.
- أتمتة حفظ البيانات.
- تكيف لعمليات تفتيش نسخ لوحات الميكرو.
النتائج الرئيسية
- يضاعف M.A.P.L.E. كفاءة نقل المواد الكيميائية.
- انخفاض كبير في الأخطاء أثناء السحب.
- تأثير إيجابي على النتائج ما قبل السريرية والسريرية.
- تطبيق متعدد الاستخدامات لاحتياجات المختبرات المختلفة.
الاستنتاجات
- M.A.P.L.E. هو أداة قيمة لتحسين تحضير لوحات الميكرو.
- يعزز كفاءة المستخدم ودقته في إعدادات المختبرات.
- يمكن تكييف التكنولوجيا لتطبيقات متعددة تتجاوز السحب.
الأسئلة المتداولة
Executive Industry Relevance
Manual microplate preparation in early discovery workflows is prone to human error, particularly as well density increases, impacting data integrity and compound tracking. The M.A.P.L.E. system addresses this by providing visual guidance for pipetting operations, reducing errors and improving efficiency in assay setup and quality control. This supports predictive confidence in hit-picking and serial dilution workflows critical to lead identification and preclinical progression.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables accurate compound transfer for hit-picking, supporting therapeutic hypothesis validation through precise well-to-well operations.
- Operational Value: Reduces manual pipetting errors, decreasing the need for repeat experiments and conserving valuable compounds.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Facilitates preparation of serial dilutions by row and column, enabling reliable dose-response matrix generation for drug synergy studies.
- Operational Value: Illuminates source and destination wells in real time, improving throughput and reducing cognitive load during manual plate-to-plate transfers.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports QC inspection of microplates by highlighting artifacts such as air bubbles, precipitate, or uneven filling, ensuring sample integrity before downstream processing.
- Operational Value: Enables visual documentation via smartphone imaging of illuminated plates, creating audit trails for compound placement and assay setup.
Pipeline & Workflow Integration
The M.A.P.L.E. system integrates into early discovery workflows by improving the accuracy and reproducibility of manual microplate operations that precede automated screening or lead optimization.
- Discovery Biology: Supports hypothesis-driven compound selection by ensuring precise transfer of library compounds during hit confirmation and validation.
- Screening: Enhances readiness of assay plates by minimizing formatting errors in compound or bioassay placement, improving data quality in HTS campaigns.
- Analytics: Enables traceability of liquid handling steps through well illumination patterns, supporting data reconciliation and error tracing.
- Translational Research: Promotes continuity from discovery to preclinical by reducing variability in sample preparation that could affect pharmacological profiling.
- Enterprise Reuse: Adaptable open-source design allows deployment across chemistry, biology, and formulation teams for diverse microplate-based applications.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in experimental outcomes by minimizing well-misassignment and formatting errors.
- Operational Value: Doubles efficiency of manual pipetting tasks and eliminates errors in trained users, as demonstrated in validation studies.
- Strategic Value: Reduces wasted reagents and repeat experiments, improving capital efficiency in early-stage projects.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted decision-making by ensuring data fidelity in compound tracking and assay setup.
Implementation Considerations
- Requires basic CSV file preparation and familiarity with the Light Guide Program interface for plate-to-plate or serial dilution workflows.
- Depends on access to microplate-compatible illumination panels and portable light guide hardware for benchtop or handheld use.
- Necessitates standardization of well-labeling conventions (alpha-numeric row/column) across teams for consistent CSV file interpretation.
- Adaptation to different plate densities (96, 384, 1536-well) requires configuration of titration mode and start positions within the software.
- Limited to visually guided operations; does not replace automated liquid handlers for ultra-high volume campaigns.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Title
0:56
Semiautomated Plate-to-Plate Sample Transfer Preparation
3:00
Multi-Well Illuminations for Parallel Transfers and Serial Dilutions
3:44
Assay Development and Screening Format Techniques
5:42
Artifact Illumination
6:26
Results: Manual vs. Microplate Assistive Pipetting Light Emitter (M.A.P.L.E.)-Guided Sample Preparation
7:58
Conclusion
