יישומים ללוחות תאורה בקוד פתוח מיקרופלייט
October 3rd, 2019
מסייעת מיקרוליטוף האור פולט (M.A.P.L.E.) הוא מכשיר מונחה מחשב שמאיר באופן שיטתי בארות מיקרוטיטר כדי לספק הדרכה להכנה ידנית של מיקרופלטות. M.A.P.L.E. משפרת את הדיוק של הכנה למיקרו-פלטה, בעוד שמירה על הנתונים מאוטומציה. בנוסף, הוא יכול לסייע בבדיקת איכות המיקרופלטה או סיוע באיתור שגיאות.
שיטות מסורתיות להעברת ידיים של רייגנטים בתפזורת לתוך צלחות microtiter הם איטיים נוטים לטעות אנוש. טכנולוגיה זו יותר מהכפילה את יעילות התהליך ומסייעת לחסל שגיאה זו. טכניקה זו יכולה לסייע למשתמשים להבין פעולות המבוצעות במיקרו-פלטות, לצמצם את ההזדמנות לשגיאות ולהגדיל את יעילות המשתמש במהלך פעולות pipetting ידניות.
טכניקה זו תשפיע באופן חיובי על התוצאות במסגרות פרה-קליניות וקליניות על ידי הסרה והפחתה של טעויות שיכולות להיות יקרות ואפילו מסכנות חיים אם לא יתוקנו. מערכת קוד פתוח זו יכולה להיות מותאמת בקלות עבור יישומים אחרים, כגון בדיקות העתקת מיקרופלסטיק, כדי למנוע חוסר עקביות במיקום מורכב או bioassay, עבור כימיה וצרכים ביולוגיים. הפגנת הליך העברת הדגימה תהיה לינה דלוקה, מנהלת מתחם ממעבדת זיהוי העופרת.
כדי להגדיר העברה לדוגמה אוטומטית למחצה של לוח-לצלחת, השתמש ביישום עריכת גיליון אלקטרוני כדי ליצור קובץ CSV המכיל לוחות מקור ויעד, תיוג ברקוד המקור של העמודות, ברקוד היעד, באר המקור, באר היעד והעברת אמצעי האחסון. תחת העמודות, כלול שורה אחת בקובץ עבור כל פעולת pipetting רצויה המציינת את הברקוד האלפא-מספרי של mircoplate המקור, אם יש כזה, את הברקוד האלפא-מספרי של המיקרו-פלאט המשמש כיעד, אם יש כזה, את השורה האלפא-נומרית ואת מזהה העמודה של הבאר שיש לצנרת ממנה בטבלת המקור, את השורה האלפא-נומרית ואת מזהה העמודה עבור הבאר שיש לצנרת מצלחת היעד ואמצעי האחסון שיש להעביר מ בבאר המקור בעמודת ברקוד המקור, ליעד גם בברקוד היעד. פתח את תוכנית מדריך אור כדי לפתוח את מיקרופלסטיק מסייע צינורות פולט אור צלחת לצלחת יישום ממשק משתמש גרפי ולחץ על בחר קובץ דובדבן.
בחלון דפדפן הקבצים, פתח את קובץ ה- CSV. היישום יהיה לנתח את השורה הראשונה של קובץ CSV ולהאיר את הבארים המתאימים במקור לוחות היעד. השתמש בלחצנים הבא וה הבא כדי לחצות את קובץ ה- CSV כרצונך.
ממשק המשתמש הגרפי יסמן באפור את כל השורות שהודראו בעבר ויסמן, בחום, את השורות הפעילות כעת. בצע את פעולות הצינור לפי הצורך כדי להעביר דגימות בין באר המקור של צלחת המקור, ל הבאר היעד של צלחת היעד. בנוסף לממשק המשתמש, ניתן לאמת את ברקודי הלוח באמצעות צגי ה- LCD המחוברים ללוחות התאורה.
לאחר מכן לחץ על הבא היטב" כדי להמשיך עד לסוף קובץ ה- CSV. כדי לטעון קובץ CSV חדש, לחץ על בחר קובץ דו-פיפיק"בכל עת. כדי לצאת מהתוכנית, לחץ על X האדום בפינה השמאלית העליונה של הממשק.
עבור תאורות מרובות בארות, פתח את יישום ההטנה הטורית של פולטי האור המסייעים במיקרופלאטים וציין את מצב ההטרדה הרצוי, צפיפות הלוחות והתחל שורות או עמודות. השתמש בלחצנים הבא" ו"הקודם" כדי לנווט בין השורות או העמודות ברצף משורת ההתחלה או העמודה ההתחלתית, לשורה או לעמודה האחרונה בטבלה. בכל פעם שלחצים על הכפתור הבא או הקודם, לוח האור יאיר את ה-LED המתאים מעל המיקרו-לוח.
המשך עד לסיום רצף ההקצבות לפני היציאה מהתוכנית. כדי לדמות חזותית בדיקה, הנח מיקרופלסטיק במדריך האור הנייד. מדריך האורות מכיל סוללה ואת כל האלקטרוניקה הדרושה לשימוש ללא תלות במחשב כדי לאפשר שימוש במדריך במצב כף יד שניתן לשלוט בו באמצעות לחצני דחיפה מובנים כדי לעבור בין מצבי הדגמה.
השתמש במתג דו-מצבי צריכת החשמל במארז מדריך האור הנייד כדי להפעיל את המערכת ולבחור את מצב מדריך האור הנייד המתאים לניסוי. במצב הדגמת סינון בתפוקה גבוהה, השתמש במתג הלחצן הימני בחלק העליון של מדריך התאורה הנייד כדי לעבור בין תבניות התאורה לדוגמה. בארות מוארות בצבע אדום מדמות את לוותר reagent של חקירה, למשל, תאים תלויים במדיה.
בארות מואר עם צבע צהוב לדמות זיהוי reagent תוספת. לאחר מכן, מקור אור גירוי מדומה עם כל הבארים הופכים כחולים, ואחריו סימולציה של אור נפלט. העמודה הראשונה והאחרונה של בארות מוארת בירוק, ועמודי השדה לדוגמה האמצעית מוארים בכחול כדי לציין את הצלחת שנקראת על קורא מיקרופלסטיק.
בארות אקראיות בשדה המדגם יהיה גם צבע ירוק בעוצמה משתנה כדי לייצג להיטים. כדי להחליף את קו יישור האור בין מצב ההדגמה של סינון תפוקה גבוהה למצב הדגמת titration, לחץ על מתג הלחצן השמאלי. כאשר מדריך האור נכנס למצב הדגמת טיטריות, כל בארות בעמודות שלוש ו -13 יהיה מואר עם הצבע הצהוב.
לחיצה על מתג הלחיצה הימני ביותר תאיר את העמודות הבאות ברצף. כאשר לוחצים על לחצן העכבר לאחר שהטורים 12 ו- 22 מגיעים, הבארות בעמודות 4 עד 12 ו- 13 עד 22 יהיו מוארות בעוצמה הולכת ופוחתת של צהוב כדי לייצג את התיחום. לתאורת חפץ, הנח את המיקרופלאט במדריך האור הנייד ולחץ פעמיים על מתג הלחיצה השמאלי ביותר כדי להעביר את מדריך האור למצב תאורה.
השתמש בלחצן הימני כדי לעבור בין קבוצה של צבעים מוגדרים מראש לפי הצורך עבור היישום. לוח האור יפעיל את כל ה-LEDs באדום, כחול, ירוק, כתום, לבן, סגול, צהוב ואינדיגו ברצף עם כל לחיצה על הכפתור הימני. באופן אופציונלי, ניתן להשתמש במצלמה או בטלפון חכם כדי לצלם את הלוח המואר לצורך תיעוד או תיעוד של העבודה.
העברת דגימות בין צלחות והכנת דילול סדרתי ניתן לבצע ללא חשש של הסחת דעת או לאבד את המסלול של מה פעולות pipetting להישאר. פלטפורמת MAPLE יכולה לשמש כדי לעזור להאיר את המיקרופלט כדי לזהות ממצאים פוטנציאליים, כגון משקעים, בארות ריקות, בארות מלאות חלקית או בועות אוויר. לאחר מכן משתמשים יכולים לנקוט צעדים כדי ameliorate דגימות לפני מתן אותם לתהליכי מעבדה במורד הזרם.
בניסוי מייצג זה, רשימת העבודה כללה 49 פעולות pipetting משני מיקרופלסטיק מקור 384 באר המכיל מבחר אקראי של צבעים צבעוניים לאיית Jove ב microplate יעד יחיד 384-well. פריסת הבארות בצלחת היעד מאשרת שהמשתמש נכנס לתוך הבאר הנכונה. תבנית הצבע של הבארים בצלחת היעד ניתן להשתמש כדי לזהות שגיאות שעבורן המשתמש לא צינור מן הבאר הנכונה של לוחות המקור.
תוצאות מבדיקה זו ראש בראש מראות חיסכון ממוצע בזמן של 50%כאשר משתמשים ביצעו בדיקה זו באמצעות MAPLE לעומת רשימת עבודה מודפסת לא מקוונת. יתר על כן, שיעור השגיאה של הלוחות שנוצרו באמצעות MAPLE היה 0%עבור כל המשתמשים, בעוד שיעור שגיאה של 6%נצפתה עבור משתמש טירון אחד באמצעות רשימת עבודה עבור משימת ההכנה לדוגמה. ניסוחים סינרגיה סמים דורשים הכנת מטריצה 2D מבוסס על דילול סדרתי לפי עמודה עבור התרופה הראשונה דילול סדרתי בשורה עבור התרופה השנייה.
אנו חוקרים את השימוש בלוחות תאורת LED להארת חלוקת מיקרודרופת. על ידי strobing אור LED, אנחנו יכולים ללכוד תמונות של דגימות נוזליות לבקרת איכות וניתוח. מכשיר זה יכול להפחית את החשיפה של המשתמש לחומרים מסוכנים וסוכנים על ידי הגבלת זמן האינטראקציה שלהם והקלה על שימוש מתאים בריג'נט.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
סקירה
המפיץ האור המסייע למזלף מיקרופלטה (M.A.P.L.E.) הוא מכשיר מונחה מחשב שנועד לשפר את הכנת המיקרופלטות הידנית. על ידי הארת בורות מיקרוטיטר באופן שיטתי, M.A.P.L.E. משפר את הדיוק ואוטומט את רישום הנתונים, ומפחית משמעותית את השגיאות האנושיות.
רכיבי מחקר עיקריים
תחום המדע
- הכנת מיקרופלטות
- אוטומציה בסביבות מעבדה
- הפחתת שגיאות במזיפה
רקע
- שיטות מסורתיות להעברת ריאגנטים הן איטיות ומועדות לשגיאות.
- היעילות בהכנת מיקרופלטות חיונית לדיוק המחקר.
- שגיאות אנושיות במזיפה יכולות להוביל לטעויות יקרות בסביבות קליניות.
- מערכות קוד פתוח יכולות להסתגל ליישומים מעבדתיים שונים.
מטרת המחקר
- לשפר את יעילות הכנת המיקרופלטות.
- למזער את השגיאות האנושיות במהלך פעולות מזיפה ידניות.
- להדגים את נוהל העברת הדגימות בצורה יעילה.
שיטות ששימשו
- הארה מונחית מחשב של בורות מיקרוטיטר.
- הדרכה להכנה ידנית של מיקרופלטות.
- אוטומציה של רישום נתונים.
- התאמה לבדיקות עותק של מיקרופלטות.
תוצאות עיקריות
- M.A.P.L.E. מכפיל את יעילות העברת הריאגנטים.
- הפחתה משמעותית בשגיאות במהלך מזיפה.
- השפעה חיובית על תוצאות טרום-קליניות וקליניות.
- יישום רב-תכליתי לצרכים מעבדתיים שונים.
מסקנות
- M.A.P.L.E. הוא כלי חשוב לשיפור הכנת המיקרופלטות.
- הוא משפר את היעילות והדיוק של המשתמשים בסביבות מעבדה.
- הטכנולוגיה יכולה להיות מותאמת ליישומים רבים מעבר למזיפה.
שאלות נפוצות
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
