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DOI: 10.3791/59652-v
Zachary J. Heins1,2, Christopher P. Mancuso1,2, Szilvia Kiriakov1,3, Brandon G. Wong1,2, Caleb J. Bashor4, Ahmad S. Khalil1,2,5
1Biological Design Center,Boston University, 2Department of Biomedical Engineering,Boston University, 3Program in Molecular Biology, Cell Biology and Biochemistry,Boston University, 4Department of Bioengineering,Rice University, 5Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering,Harvard University
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
EVOLVER 框架可实现高通量连续微生物培养, 具有高分辨率和对实验参数的动态控制。该协议演示了如何应用该系统进行复杂的健身实验, 指导用户对许多文化进行自动化控制编程, 实时测量、收集和与实验数据交互。
eVOLVER 为研究人员提供了实验自由,能够通过对多个参数的自动反馈来定义自己的培养增长实验,并将其缩放到所需的任何规模。eVOLVER 比其他设备更灵活。用户可以通过修改每个区域性的智能套筒,轻松自定义 Python 中的软件以及硬件。
系统在一眼就可能显得复杂,具有多个组件和连接。可视化指南使首次使用的用户对自己运行实验更有信心。正确设置至关重要。
请务必了解每个组件的用量。因此,您可以确认它们正在工作。确保所有内容都正确布线并紧密连接。
虽然 eVOLVER 设计用于不同条件下的细菌和酵母的有氧培养,但也可以修改为厌氧发酵或保持哺乳动物细胞悬浮状态。本视频将演示如何使用 eVOLVER 平台设置、初始化和运行高吞吐量连续培养实验。实验前一天,根据手稿准备媒体、小瓶和花瓶。
在三个大型烧杯中,准备两个10%漂白剂的烧杯和一个70%乙醇的烧杯。使用 eVOLVER 设备上的开关,打开 eVOLVER 上的 5 伏电源,等待 5 秒钟,然后打开 12 伏电源。如果从同一介质瓶中运行多个小瓶,请将多个介质输入线与管道分路器连接。
定制管道分离器可以使用较低的组件进行构造。将介质输入线淹没在第一个漂白剂烧杯中,将介质回流线淹没在第二个漂白剂烧杯中。使用回流线将介质输入线的下游端连接到第二个烧杯。
把废线放进废车里。在废汽车里加入一到两升漂白剂,对实验过程中产生的废物进行消毒。使用 eVOLVER 上的触摸屏,导航到设置部分并运行所有泵 20 秒钟,以 10% 漂白剂填充流体管路。
让漂白剂在生产线上静坐至少 30 分钟进行消毒。使用触摸屏再次运行泵,直到管路不再被淹没,推动空气通过管路,以尽可能多地将漂白剂吸出来。将介质输入管路放在乙醇烧杯中,用乙醇填充管路,用空气冲洗。
然后,将介质输入线与下部连接器连接到介质瓶并运行泵,直到介质完全穿过冲洗出任何残留乙醇的管路。部分插入灭菌小瓶到eVOLVER智能套管,并挂钩输入线到短流入稻草和废物线到长叶草吸管根据颜色编码。在 eVOLVER 触摸屏上进行调整,以 10 秒的增量运行所有泵,以填充小瓶的介质。
通过目视检查,确保 eflux 泵通过 eflux 吸管有效地去除介质,以防止溢出。然后,向下推小瓶,直到完全包裹的智能套筒。在 eVOLVER 触摸屏交互式设置页面上,在触摸屏上拖动手指或按"选择全部"按钮选择所有小瓶,将温度的初始条件设置为 30 摄氏度,搅拌设置为 10。
在计算机上,指定将在操作实验的 eVOLVER 设备。确保已选择所需的校准设置。打开 eVOLVER 仪表板并导航到实验管理器页面。
选择实验导航器面板中的"基础实验"或"现有实验"作为起点,然后单击"克隆"。导航到实验编辑器页面。使用 Vial 选择器和参数定义面板将温度调节到 30 摄氏度,并根据实验设计为每个小瓶设置 OD 的上限和下部阈值。
通过单击"保存"保存实验。然后单击箭头返回实验管理器页面,然后单击"播放"按钮以运行。实验完成后,导航到交互式仪表板中的实时数据面板。
对于每个小瓶,检查 OD 值是否为零。浏览温度图,检查温度是否达到或正在向 30 摄氏度发展。要准备 inoculum,首先测量隔夜培养物的 OD,并计算对隔夜培养物的所需完全稀释,假设小瓶体积为 25 毫升,所需起始 OD 约为 0.05。
通过采样端口,移液器的接种量或接种的混合物的计算体积。检查仪表板上的图形,查看 OD 正在增加到 0.05。随着实验的进行,可以实时监测细胞生长和小瓶状况,允许研究人员在出现任何问题时进行干预。
eVOLVER 是一个自动化的连续培养平台,允许多参数控制培养条件。当根据从eVOLVER增长率数据中插值的各代对数值绘制日志比率时,野生类型、温度敏感和盐敏感组之间的质量差异显示。颜色表示选择温度,而破折号则区分盐浓度。
坡度使用至少三点穿过每个绘图的线性部分,生成一个定量拟合值,该值描述了变异应变如何与参考应变竞争。负的健身值表示变异应变被参考应变所影响。始终检查所有泵是否高效运行,以及流体管路是否清除任何堵塞。
溢出会破坏实验,并可能损坏智能套筒。从eVOLVER采集的样本随后可以测序,以检查实验的结果基因组变化。此信息可用于设计新菌株或系统。
对于使用实验室演化或库选择的研究人员来说,在每个 eVOLVER 实验中很容易施加独特的选择压力。反馈控制和动态环境现在也非常容易访问。实验后,废车将含有少量的漂白剂和乙醇。
请咨询您的实验室安全协调员,以妥善处理废物。
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