开源微孔板兼容照明面板的应用
October 3rd, 2019
微孔板辅助移液光发射器（M.A.P.L.E.）是一种计算机驱动的设备，可系统地照亮微点孔，为微孔板的手动制备提供指导。 M.A.P.L.E. 提高了微孔制备的准确性，同时实现了数据记录的自动化。 此外，它还可以帮助检查微孔板质量或帮助检测错误。
传统的散装试剂转手方法进入微刺激板速度缓慢，容易出现人为错误。该技术使流程效率提高了一倍，有助于消除该错误。此技术可帮助用户了解微孔板中执行的操作，减少出错的机会，并在手动移液操作期间提高用户效率。
这项技术将积极影响在临床前和临床设置的结果，通过消除和减少错误，可能是昂贵的，甚至危及生命，如果不纠正。这种开源系统可以很容易地适应其他应用，如微孔板拷贝检测，以消除化合物或生物测定放置中的不一致，满足化学和生物需求。展示样品转移程序的将是利娜·德卢卡，一个来自铅鉴定实验室的化合物经理。
要设置半自动板到板的样品传输，请使用电子表格编辑应用程序生成包含源板和目标板的 CSV 文件，标记列源条形码、目标条形码、源井、目标井和传输量。在列下，在文件中包括一行，用于每个所需的移液操作，指示源 mircoplate 的 α 数值条形码，如果有，目标微孔板的 α 数值条形码（如果有），从源板中移液的井的 α 数字行和列标识符，从目标板中移液的井的 α-数字行和列标识符，从目标板中移液的井的字母数字行和列标识符，以及要从源条形码列中的源井传输到目标条形码中的目标井的卷。打开光导程序打开微孔板辅助移液灯发射板到板图形用户界面应用程序，然后单击选择樱桃选择文件。
在文件浏览器窗口中，打开 CSV 文件。应用程序将分析 CSV 文件的第一行，并照亮源板和目标板中的相应孔。使用"上一个井"和"下一个井"按钮根据需要遍历 CSV 文件。
图形用户界面将以灰色突出显示以前亮起的任何行，以棕色突出显示当前活动行。根据需要执行移液操作，将样品在源板的源井之间传输到目标板的目标井之间。除了用户界面之外，还可以通过连接到照明面板的 LCD 显示屏验证板条形码。
然后单击"下一个井"继续，直到到达 CSV 文件的末尾。要加载新的 CSV 文件，请单击"选择樱桃文件"。要退出程序，请单击界面右上角的红色 X。
对于多孔照明，请打开微孔板辅助移液光发射器串行分流应用，并指定所需的滴定模式、板密度和启动行或柱。使用"下一步"和"上一步"按钮，按顺序导航行或列，从初始开始行或列到板中的最后一行或最后一列。每次单击"下一个"或"上一个"按钮时，灯光面板都会在微孔板上照亮相应的 LED。
继续，直到到达滴定序列的末尾，然后退出程序。要直观地模拟检测，请将微孔板放入便携式导光器中。导灯器包含电池和独立于计算机使用的所有电子设备，以便该导灯在手持模式下使用，该模式下可以使用内置按钮进行控制，以在演示模式之间切换。
使用便携式导灯机柜上的电源切换开关为系统打开电源，并选择适合实验的便携式导光模式。在高通量放映演示模式下，使用便携式照明指南顶部的右按钮开关切换样品照明模式。用红色照射的孔模拟测定的试剂分配，例如悬浮在介质中的细胞。
用黄色照明的孔模拟检测试剂添加。接下来，模拟一个激发光源，所有孔都变成蓝色，然后模拟发射光。井的第一列和最后一列以绿色照明，中间的样品场柱以蓝色亮起，以指示微孔板读卡器上正在读取的板。
样本字段中的随机孔也将具有不同强度的绿色表示命中。要在高吞吐量筛选演示模式和滴定演示模式之间切换光导，请按下左侧按钮开关。当光导进入滴定演示模式时，第三列和第 13 列的所有孔都将用黄色照明。
按下最右的按钮开关将按顺序照亮后续列。当在到达第 12 列和 22 列后按下按钮时，第 4 至 12 列和 13 至 22 列中的井将以黄色强度递减亮起，以表示滴定。对于伪影照明，请将微孔板放入便携式导光器中，然后按两次左键开关，将导光器切换到照明模式。
使用右按钮在应用程序所需的一组预定义颜色之间切换。灯光面板将按右键按顺序打开所有红色、蓝色、绿色、橙色、白色、紫色、黄色和蓝绿色 LED。此外，相机或智能手机也可用于拍摄照明板，以记录或记录工作。
在板之间转移样品和准备串行稀释可以完成，而不用担心分心或失去对移液操作的跟踪。MAPLE 平台可用于帮助照亮微孔板，以识别潜在的工件，如沉淀物、空井、部分填充井或气泡。然后，用户可以采取措施改善样品，然后再将它们提供到下游的实验室流程中。
在这个具有代表性的实验中，工作清单包括两个384孔源微孔板的49个移液操作，这些微孔板含有随机的彩色染料，这些染料在单个384孔目标微孔板中拼写Jove。目标板中井的布局确认用户将管道插入正确的井中。目标板中的井的颜色图案可用于识别用户未从源板的正确孔中移液的错误。
此头对头测试的结果显示，当用户使用 MAPLE 与脱机打印工作列表执行此测试时，平均节省 50% 的时间。此外，使用 MAPLE 创建的板的错误率对于所有用户都是 0%，而对于使用示例准备任务的工作列表的新手用户，则观察到 6% 的错误率。药物协同配方需要基于第一种药物的连续稀释列和第二种药物的连续稀释量进行二D基质制剂。
我们正在调查使用 LED 灯面板来照亮微滴点胶。通过轻频 LED 灯，我们可以捕获液体样品的图像，以进行质量控制和分析。该仪器可以通过限制用户的互动时间并促进适当的试剂使用，减少用户接触危险材料和剂的暴露。
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概述
微板辅助移液灯光发射器（M.A.P.L.E.）是一种计算机驱动设备，旨在提高微板的手动准备效率。通过系统地照明微孔板孔，M.A.P.L.E.提高了准确性并自动化了数据记录，显著减少了人为错误。
关键研究组成部分
科学领域
- 微板准备
- 实验室环境中的自动化
- 移液中的误差减少
背景
- 传统的试剂转移方法缓慢且容易出错。
- 微板准备的效率对研究准确性至关重要。
- 移液中的人为错误可能导致临床环境中昂贵的错误。
- 开源系统可以适应各种实验室应用。
研究目的
- 提高微板准备的效率。
- 在手动移液操作中最小化人为错误。
- 有效展示样本转移程序。
使用的方法
- 计算机驱动的微孔板孔照明。
- 手动准备微板的指导。
- 数据记录的自动化。
- 适应微板副本检查。
主要结果
- M.A.P.L.E.将试剂转移效率提高一倍。
- 移液过程中显著减少错误。
- 对临床前和临床结果产生积极影响。
- 适用于各种实验室需求。
结论
- M.A.P.L.E.是改进微板准备的有价值工具。
- 它提高了实验室环境中的用户效率和准确性。
- 该技术可以适应多种移液之外的应用。
常见问题
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
