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 løsninger3,4,5,6,7 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 leser12,13 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
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
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 (dvs. eksempel overføring) med følgende informasjon:
- Source_barcode: alfanumerisk strekkode av kilden mikroplate, f. eks, S1007372; La stå tomt hvis ingen strekkode er tilknyttet.
- Destination_barcode: alfanumerisk strekkode for destinasjonen mikroplate, f. eks, D0573282; La stå tomt hvis ingen strekkode er tilknyttet.
- Source_well: alfanumerisk rad og kolonne identifikator for godt å være Pipet tert ut fra fra kilde plate, for eksempel H10 for rad H (8th rad), kolonne 10 (ANSI/serviceavtaler standard brønn betegnelser, for eksempel a1, C10...).
- Dest_well: alfanumerisk rad og kolonne identifikator for godt å være Pipet tert ut fra fra destinasjonen plate, for eksempel, a3 for rad A (1St rad), kolonne 3 (ANSI/serviceavtaler standard brønn betegnelser, for eksempel, a1, C10...).
- Transfer_volume: volum som skal overføres fra source_well i source_barcode til dest_well i destination_barcode (numerisk og unitless: vanligvis i μL).
- Åpne Mikroplate hjelpemidler pipettering lys emitter plate til plate GUI program, vist i figur 2, ved å åpne lys guide programmet (Maple-LightGuide. exe).
- Klikk på Velg cherrypick fil- knappen i øvre venstre hjørne av GUI.
- Bruk filleservinduet, som vist i Figur 3, til å navigere til CSV-filen som ble generert i trinn 1,1 og 1,2 ovenfor, og klikk på Åpne -knappen. Programmet vil analysere den første raden i CSV-filen og belyse de tilsvarende brønnene i kilde-og destinasjons platene.
- Bruk forrige brønn og neste brønn knapper, i øvre høyre hjørne av GUI, vist i Figur 4, å krysse CSV-filen som ønsket. Det GUI ville høydepunkt inne grå alle rekkene hvilke ha blitt tidligere belyst og høydepunkt inne brun det aktuelle aktiv rad.
- Utfør pipettering operasjoner etter behov for å overføre prøver mellom kilde brønn av kilde plate til bestemmelsesstedet brønn av destinasjonen plate. Et eksempel på en M.A.P.L.E. uten assistanse hånd pipettering operasjon kan sees i figur 5, med en sammenligning av gjeldende bruker pipettering visning sett i Figur 4 og figur 6. I tillegg til brukergrensesnittet kan plate strekkoder verifiseres via LCD-skjermene som er festet til belysnings panelene.
- Fortsett til slutten av CSV-filen nås via neste brønn knapp. Hvis du vil laste inn en ny CSV-fil, kan du klikke på Velg cherrypick-filen når som helst. For å avslutte programmet den røde X øverst i høyre hjørne av GUI kan klikkes.
2. multi-godt Illuminations for parallelle overføringer og seriell fortynninger
- Åpne Mikroplate hjelpemidler pipettering Light emitter ' seriell fortynning ' program ved å åpne serie fortynning program (Maple-SerialDilution. exe).
- Bruk GUI, vist i figur 7 og Figur 8, for å angi ønsket modus for titrering (kolonne eller rad), plate tetthet og start rad (r) eller kolonne (r). Det GUI likeledes innrømmer brukernes å angir nærmere en søylen eller rad maske å administrere hvilke LEDs inne en gitt rad eller søylen er belyst. Dette gjør at et delsett av lysdioder i en rad eller kolonne for å bli opplyst i stedet for å belyse hele raden eller kolonnen.
- Bruk knappene neste og forrige til å gå gjennom radene eller kolonnene i rekkefølge fra den første startraden eller kolonnen til den siste raden eller kolonnen i platen. Hver gang neste eller forrige -knappen klikkes, lyser lys panelet de tilsvarende lampene på mikroplate.
- Fortsett til slutten av titrering sekvensen er nådd. For å avslutte programmet, klikk på den røde X øverst i høyre hjørne av GUI.
3. laboratorie trening: analyse utvikling og screening format teknikker
- Plasser en 96-eller 384-brønn mikroplate i den bærbare lys føringen. Den bærbare lys håndboken inneholder et batteri og all elektronikk som er nødvendig for å brukes uavhengig av en datamaskin. Dette gjør det mulig for den bærbare LightGuide å brukes i en håndholdt modus som kan styres med innebygd trykknapper for å veksle mellom demonstrasjons moduser.
- Bruk strømbryteren på det bærbare lys førings kabinettet til å slå på systemet.
- Bestem modusen for den bærbare lys føringen for å være i. Av retten, det transportabel lyset guide ville belaste inn i retten HTS demonstrasjon måte hvilke skaffer brukernes med en synlig representasjon av en typisk analysen tallerken idet sett inne skikkelsen 9. I denne modusen, kan man bruke høyre trykknapp bryteren på toppen av den bærbare lys guide for å veksle gjennom følgende eksempel belysning mønstre.
- Alle brønner opplyst med rød farge for å simulere reagens dispensere av en analyse, for eksempel (suspenderte celler i Media).
- Alle brønner opplyst med en gul farge for å simulere fargestoff reagens tillegg.
- Første kolonne og siste kolonne av brønner opplyst grønt, resterende midten ' sample feltet ' kolonner opplyst blå for å indikere plate leses på mikroplate leseren. Tilfeldige brønner i prøve feltet vil også ha grønn farge av varierende intensitet for å representere treff.
- For å veksle lys føreren mellom HTS-demo -modus og titrering demo -modus, trykk på venstre trykknapp bryteren. Dette vil bytte den bærbare lys guide til titrering demo -modus som gir en visuell guide til brukerne for å forstå hvordan titreringer kan utføres i sammensatte plater. Når lys føreren går inn i test modus for titrering, vil følgende skje.
- Alle brønner i kolonne 3 og 13 er opplyst med gul farge.
- Etterfølgende Trykk på knapp for å trykke helt til høyre lyser opp kolonner i rekkefølge, for eksempel (4 og 14, 5 og 15, osv.).
- Når trykknappen trykkes etter at kolonne 12 og 22 er nådd, vil brønner i kolonnene 4-12 og 13-22 lyse i synkende intensitet av gult for å representere titrering.
- For å endre standardoppførselen til lys guide, koble den bærbare lys guide til en datamaskin via en USB-kabel og følg de detaljerte instruksjonene for å oppdatere standard firmware via Arduino IDE som kan bli funnet på prosjektet GitHub side8. Ved å oppdatere fastvaren kan du endre disse modusene for å vise andre sekvenser eller sett med lysdioder.
4. belysning av artefakter i mikroplater
- Plasser en 96-eller 384-brønn mikroplate i den bærbare lys føringen.
- Bytt lys føreren til lys modus ved å trykke på trykknappen lengst til venstre to ganger.
Merk: et eksempel på praktisk bruk av denne modusen kan sees i Figur 10 og Figur 11, der forbindelsene har utløst av oppløsning og kan observeres på undersiden av mikroplater. Uten bakgrunnsbelyst belysning, er det meste av utfelling usynlig for det blotte øye, men M.A.P.L.E. bakgrunnsbelysning avslører utfelling for bruker inspeksjon og fotografisk dokumentasjon. - Bruk høyre trykknapp til å veksle mellom et sett med forhåndsdefinerte farger etter behov for programmet. Lys panelet vil slå alle lysdioder på følgende farger i rekkefølge med hvert Trykk på høyre knapp: rød, blå, grønn, oransje, hvit, fiolett, gul og Indigo.
- Som et valgfritt trinn kan du bruke et kamera eller en smarttelefon til å fotografere den opplyste platen for arkiverings eller dokumentere arbeidet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
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 i Figur 12 og figur 13, kan oppnås uten bekymring for at brukeren vil bli distrahert i løpet av sitt arbeid og miste oversikten over hva pipettering operasjoner gjenstår. Når pipettering arbeid er fullført, kan M.A.P.L.E.-plattformen brukes til å belyse mikroplate for å hjelpe brukeren med å identifisere potensielle artefakter som for eksempel utfelling, tomme brønner, delvis fylte brønner eller luftbobler. Ved å oppdage disse artefakter på det tidspunktet mikroplate er opprettet, kan brukerne iverksette tiltak for å forbedre prøvene før de gir dem til nedstrøms laboratorie prosesser.
For å demonstrere funksjonaliteten til M.A.P.L.E., ble det utført en Head-to-Head-test for å måle hastigheten og nøyaktigheten til pipettering operasjoner ved hjelp av en trykt arbeidsliste kontra trinnene som er beskrevet i protokoll del 1. For denne testen utførte sju brukere i det ledende identifikasjons laboratoriet testen ved hjelp av samme arbeidsliste, som ble brukt for både frakoblet og i forhold til M. E-veiledet. Disse syv brukere representerte en rekke pipettering erfaring, alt fra mange år i laboratoriet til uerfarne pipettering brukere. Den eneste forskjellen er brukeren hånd-kommentering en trykt ark for manuell modus og bruke datamaskinen GUI i M.A.P.L.E.-guidet modus. Dette arbeidsliste besto av 49 pipettering operasjoner fra 2 384-brønn kilde mikroplater inneholder et tilfeldig utvalg av fargede fargestoffer i DMSO (figur 14a, B) som spell ' Jove ' i en enkelt 384-brønn destinasjon mikroplate (figur 14 C). i denne konfigurasjonen, oppsettet av brønnene i destinasjonen plate bekrefte at brukeren har Pipet tert i riktig brønner på destinasjonen plate og fargemønsteret av brønnene i destinasjonen plate kan brukes til å identifisere feil der brukeren ikke pipette fra riktig brønn av kilden platene som sett i figur 14D som viser et eksempel på pipettering feil i brønner K2, f22, F23 som oppstod mens en bruker fulgte en trykt arbeidsliste. Tabell 1 inneholder resultatene av denne Head-to-Head-testen som viser en gjennomsnittlig tidsbesparelse på 50% når brukere utførte denne testen med M.A.P.L.E. kontra en frakoblet trykt arbeidsliste. Ikke bare var prosessen hastigheten økt når M.A.P.L.E. ble brukt, men feilfrekvensen av plater opprettet ved hjelp M.A.P.L.E. var 0% for alle brukere, mens en 6% feil rate ble observert for en nybegynner bruker når du bruker en arbeidsliste for prøven forberedelse oppgaven (figur 14 D).
Figur 1: eksempel CSV-fil som brukes til prøve Forberedelses programmet. Eksempel CSV-fil som brukes for eksempel Forberedelses program inkludert de fem kolonnene som kreves for å kommentere overførings volumet, mikroplate strekkoder og brønn steder for både kilde-og destinasjons plater. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2: sample forberedelse søknad GUI. Den prøveforberedelse programmet GUI vises til brukeren ved starten av programmet. Fra dette grensesnittet kan brukeren velge en CSV-fil for bruk i prøve forberedelsesprosessen. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3: dialogboksen Åpne fil. Dialogboksen for filåpning gjør det mulig for brukeren å navigere til CSV-filene som skal brukes i prøve forberedelsesprosessen. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 4: GUI-grensesnittet som er synlig for brukeren etter at en CSV-fil er valgt og lastet inn i programmet. Innholdet i CSV-filen vises i et format for regneark stil, og den aktive raden utheves. Brukernes kanne steg videresende eller tilbakegang igjennom filen av benytter det ' foregående frisk ' eller ' neste frisk ' tastene hvilke oppdatere det aktiv rad og sende det passende lyset kommandoene å M.A.P.L.E. behage falle i staver her over å utsikt en større versjon av denne skikkelsen.
Figur 5: eksempel på typisk manuell prøve Forberedelses Prosess før M.A.P.L.E. som viser brukeren som refererer til den trykte listen over plate strekkoder og brønn steder som skal Pipet tert. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 6: nåværende manuell prøve forberedelsesprosessen med M.A.P.L.E. belyse brønner av interesse og viser strekkoder av mikroplater som trengs for nåværende pipettering drift. Opplyste brønner og strekkode metadata oppdateres automatisk basert på brukerinndata fra GUI sett i Figur 4. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 7: GUI Interface for å kontrollere M.A.P.L.E. i titrering modus, slik at brukeren kontroll av belysning ved å angi kolonner av interesse. I tillegg til titrering modus (rad eller kolonne), kan brukerne angi plate tetthet og gå fremover eller bakover gjennom kolonnene ved å klikke på "neste kolonne" eller "forrige kolonne"-knappene. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 8: GUI Interface for å kontrollere M.A.P.L.E. i titrering modus, slik at brukeren kontroll av belyse ved å angi rader av interesse. I tillegg til titrering modus (rad eller kolonne), kan brukerne angi plate tetthet og gå fremover eller bakover gjennom radene ved å klikke på "neste rad" eller "forrige rad" knappene. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 9: brønner opplyst med grønt og blått lys for å representere brønner fluorescerende i MIKROPLATE leseren for HTS demomodus. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 10: eksempel på 96-brønn leverandør-forutsatt mikroplate inneholder nylig kjøpte forbindelser med løselighet problemer tilbake opplyst med en 96-godt M.A.P.L.E. lys panel med blått lys. Belyse bunnen av mikroplate gjør det mye lettere å identifisere forbindelser som har utløst ut av løsningen og trenger Utbedring før ytterligere væskehåndtering. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 11: mikroplate eksempler. (A) eksempel på 384-vel mikroplate som inneholder forbindelser uten bakgrunnsbelysning. (B) 384-godt mikroplate bakgrunnsbelysning med grønt lys, avslører mange brønner som inneholder utfelling. (C) nærbilde av 384-vel mikroplate med grønn bakbelysning. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 12: eksempel på destinasjonen 384-brønn mikroplate som inneholder 320 individuelle prøver som er overført fra mange forskjellige kilde mikroplater. Dette eksempelet representerer en typisk prøveforberedelse kjent som en hitpicked eller cherrypicked mikroplate som vises på bekreftelsesskjermbildet for en analyse. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 13: eksempel på typisk 384-brønn mikroplate med 10-punkts seriell fortynninger som starter i kolonner 3 & 13 med et maske filter for rad 1 – 16 (alle rader er inkludert). Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 14: prøveforberedelse pipettering test. (A, B) 384-vel mikroplater inneholder ulike fargede fargestoffer solvated i dimethyl sulfoxide (DMSO) som skal brukes for prøven forberedelse pipettering test. (C) 384 godt mikroplate som følge av prøve Forberedelses pipettering test som inneholder korrekte fargeprøver på korrekte steder. (D) 384-godt mikroplate som følge av prøve Forberedelses pipettering test som inneholder feil (K2, f22, F23) når brukeren fulgte den manuelle arbeidsliste metoden. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 15: LED-utgang Spectra målt ved en spektrometer. please Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
| Brukeren | Arbeidsliste tid | Frekvens for arbeidsliste feil | M.A.P.L.E. tid | Frekvens for M.A.P.L.E.-feil | % hastighet økning |
| Erfaren bruker #1 | 15 min 8 s | 0 | 9 min 39 s | 0 | 36 prosent |
| Erfaren bruker #2 | 17 min 54 s | 0 | 7 min 59 s | 0 | 55 prosent |
| Erfaren bruker #3 | 18 min 34 s | 0 | 10 min 25 s | 0 | 44 prosent |
| Erfaren bruker #4 | 20 min 50 s | 0 | 10 min 13 s | 0 | 51 prosent |
| Nybegynner #1 | 26 min 52 s | 0 | 11 min 03 s | 0 | 59 prosent |
| Nybegynner #2 | 35 min 49 s | 6 | 15 min 29 s | 0 | 57 prosent |
| Nybegynner #3 | 22 min 44 s | 0 | 11 min 30 s | 0 | 49 prosent |
Tabell 1: resultater av manuell prøveforberedelse sammenlignet med M.A.P.L.E. prøve forberedelser, inkludert tid brukt av hver bruker til å behandle fullstendige arbeidsliste i hver modus.
| 96w Mikroplate M.A.P.L.E. deler liste |
Leverandør | Leverandør-del # | Kostnad per vare | Nødvendig antall for montering | Deler kostnad per prototype |
| 96 godt RGB prototype PCB | HMS Park | $28,38 | 1 | $28,38 | |
| RGB 3535 SK6812 RGB SMD LED | Aliexpress (BTF-belysning) | SK6812mini 3535 | $0,10 | 96 | $9,63 |
| 0,1 μF kondensator SMD (0805) | Digi-nøkkel | 478-3351-1-ND | $0,16 | 96 | $15,36 |
| Adafruit Metro mini 328-5V | Digi-nøkkel | 1528-1374-ND | $12,50 | 1 | $12,50 |
| Totalt | $65,87 |
Supplerende tabell 1: liste over komponenter som trengs for å dikte opp en 96-brønn RGB lys guide.
| 384w Mikroplate M.A.P.L.E. deler liste |
Leverandør | Leverandør-del # | Kostnad per vare | Nødvendig antall for montering | Deler kostnad per prototype |
| 384 godt RGB prototype PCB | HMS Park | $28,38 | 1 | $28,38 | |
| RGB 2427 SK6805 RGB SMD LED | MOKUNGIT | SK6805 2427 | $0,09 | 384 | $34,20 |
| 0.1 uF kondensator SMD (0603) | Digi-nøkkel | 478-10679-6-ND | $0,05 | 384 | $18,05 |
| Adafruit Metro mini 328-5V | Digi-nøkkel | 1528-1374-ND | $12,50 | 1 | $12,50 |
| Totalt | $93,13 |
Supplerende tabell 2: liste over komponenter som trengs for å dikte opp en 384-brønn RGB lys guide.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
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 komponent (elektronisk belysning panel, firmware, GUI, kabinett) kan trekkes ut for bruk individuelt, brukes som en del av større system eller en mellomliggende kombinasjon derav. For eksempel kan 3D trykt prosjektet kabinettet brukes uten belysning panelet bare for å forbedre ergonomi av stasjonære pipettering. Belysningen panel har en grei tre-wire grensesnitt som kan festes til ethvert system i stand til å generere en + 5 V kontrollsignal, + 5 V kilde og jord (GND). Oppførselen og nytten av programvaren GUI kan endres ved hjelp av Python-kode, kan belysningen panelet kretser endres i KiCad og microcontroller firmware brukes til å kontrollere panelene kan redigeres i Arduino IDE. Med denne fleksibiliteten kan M.A.P.L.E.-plattformen utvides for å møte fremtidige behov.
Av lignende enheter som tidligere er utviklet for bruk for belyse mikroplater3,4,5,6,7, M.A.P.L.E. er den eneste enheten som er helt åpen kildekode. Dette gir en stor mengde fleksibilitet til sluttbrukeren å utvide eksisterende funksjonalitet for å møte deres spesifikke behov. Denne utvidede funksjonaliteten kan ta form av ekstra kontroll enheter for brukerinndata (fotpedaler, knapper osv.) eller andre visningsenheter for metadata. Den åpen kildekode-typen til enheten bidrar også til å hindre at enheten obsolescence på grunn av tillit til en bestemt leverandør for enhets produksjon, utvikling eller støtte. Brukere kan velge å beholde M.A.P.L.E. som en kompakt singel mikroplate oppgraderinger enhet, eller å utvide den til å belyse flere mikroplater samtidig, begge programmene som har blitt demonstrert i dette manuskriptet. Til slutt, de komponentene som er nødvendige for å sette sammen et M.A.P.L.E.-system har en kostnad som er lavere enn noen tidligere tilgjengelige kommersielle løsninger.
Potensielle begrensninger av systemet inkluderer belysning og visualisering forstyrrelser forårsaket av mørke fargede forbindelser. Prøven forberedelse funksjonaliteten likeledes aktuelle behøver det M.A.P.L.E. være bundet å en computer via USB. Vi foreslår også at laboratorie prosesser som bruker lysfølsomme forbindelser eller reagenser testes før forlenget bruk med M.A.P.L.E. Light sensitive sammensatte overføringer er et problem i enhver Lab situasjon, men M.A.P.L.E. kan velge for bølgelengder som er mindre utsatt som rødt lys. M.A.P.L.E. likeledes innrømmer brukernes å innstille smal avsats fargen og intensiteten via firmware oppdaterer å det microcontroller å skaffe det spesifikk belysning ønsket. Den Spectral output av lysdioder har blitt gitt som per Figur 15 , slik at brukeren kan unngå bølgelengder hvor sammensatt er kjent for å absorbere lys.
Komponentene i M.A.P.L.E. kan også brukes på nytt for å undersøke alternative bruksområder som fotokjemi, fase separasjon i sammensatte biblioteker eller modifisert med ulike bølgelengde lysdioder (for eksempel UV) for å utvide funksjonaliteten for andre programmer. Likeledes kan kolorimetriprogrammene eller absorbansen spektroskopi utføres rimelig med M.A.P.L.E. ' s velger utslipp som vist i Figur 15 og kamera eller Smartphone app å fange RGB output verdier. Avslutningsvis har M.A.P.L.E. blitt designet for umiddelbar bruk for å støtte prøve mikroplate forberedelser, men som en åpen kildekode-plattform kan den tilpasses for bruk i mange andre applikasjoner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfattere har ingen økonomiske interesser eller interessekonflikt med noen av de produserte komponentene foreslått i konstruksjonen av M.A.P.L.E. enheten. Kilder som presenteres er strengt for bekvemmeligheten av brukeren og alle kompatible komponenter fra alternative kilder kan brukes etter behov.
Acknowledgments
Forfatterne vil gjerne erkjenne Lina DeLuca, Fakhar Singhera, Hannah Williams, Lynn Deng, Osinachi Nwosu og Sarah Wachtman for deres assistanse i å teste M.A.P.L.E. plattformen.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 |
References
- Baillargeon, P., et al. Design of Microplate-Compatible Illumination Panels for a Semiautomated Benchtop Pipetting System. SLAS TECHNOLOGY: Translating Life Sciences Innovation. , (2019).
- Baillargeon, P., et al. The Scripps Molecular Screening Center and Translational Research Institute. SLAS DISCOVERY: Advancing Life Sciences R&D. 24 (3), 386-397 (2019).
- BioSistemika. Pipetting Aid PlatR. , Available from: https://biosistemika.com/products/pipetting-platr/ (2019).
- Gilson Trackman Pipetting Tracker. Daigger Scientific. , Available from: https://www.daigger.com/gilson-trackma-pipetting-tracker-i-gsnf70301 (2019).
- TRACKMAN Connected US. Gilson. , Available from: https://www.gilson.com/default/systemm-trackman-connected-us.html (2019).
- LI-2100LightOne™ Pro. Embi Tec. , Available from: http://embitec.com/li2100-lightone-pro-384-and-96-well.html (2019).
- 96 well plate pipette light guide. qit vision. , Available from: https://www.qitvision.com/projects/#Plate (2019).
- Microplate Assistive Pipetting Light Emitter GitHub repository. , Available from: https://github.com/pierrebaillargeon/Microplate-Assistive-Pipetting-Light-Emitter (2019).
- Maplebear Electronics Tindie store. , Available from: http://maplebearelectronics.com (2019).
- Hawker, C. D., Schlank, M. R. Development of Standards for Laboratory Automation. Clinical Chemistry. 46, 746-750 (2000).
- General Laboratory Techniques. An Introduction to the Micropipettor. JoVE Science Education Database. , JoVE. Cambridge, MA. (2019).
- General Laboratory Techniques. Introduction to the Spectrophotometer. JoVE Science Education Database. , JoVE. Cambridge, MA. (2019).
- General Laboratory Techniques. Introduction to the Microplate Reader. JoVE Science Education Database. , JoVE. Cambridge, MA. (2019).
