Summary
Microplate Assisttting Light Emitter (M.A.P.L.E.) является компьютерным устройством, которое систематически освещает скважины микротитеров, чтобы обеспечить руководство для ручной подготовки микроплит. M.A.P.L.E. повышает точность подготовки микроплит при автоматизации учета данных. Кроме того, он может помочь в изучении качества микроплит ы или помочь в обнаружении ошибок.
Abstract
Микроплиты широко используются в современных лабораторных условиях для выполнения самых разнообразных задач как в небольших лабораторных работах, так и в крупномасштабных кампаниях по скринингу высокой пропускной силы (HTS). Хотя лабораторная автоматизация значительно повысила полезность микроплит, остаются случаи, когда приборы на основе автоматизации не являются осуществимыми, экономически эффективными или совместимыми с потребностями форматирования микроплит. В этих случаях микроплиты должны быть подготовлены вручную. Проблема для ручных манипуляций с микроплитами заключается в том, что ряд трудностей может возникнуть в отношении точного отслеживания операций образца, ведения учета данных и контроля качества (КК) на обнаружение артефактов скважин или ошибок форматирования. По мере увеличения плотности скважин микроплиты (т.е. 96-ну, 384-ну, 1536-ну), потенциал для введения ошибок также резко возрастает. Кроме того, для небольших лабораторных операций на скамейке запасных существует необходимость в повышении простоты и точности обработки образцов с точки зрения экономии. В этом случае мы описываем систему, которая действует как полуавтоматический пипеттинг руководство называют Microplate Вспомогательные Pipetting Свет Излучатель (M.A.P.L.E.). M.A.P.L.E. имеет несколько применений для поддержки соединения хит-сбор и микроплиты подготовки для проверки развития в высокой пропускной стадии скрининга или лабораторных скамейке операций, а также КК / качество гарантии (ЗА) диагностической оценки микроплиты качество или визуализация хорошо форматирования ошибок.
Introduction
Как недавно опубликовано1, ведущая лаборатория идентификации в Scripps Research2 разработала и выпустила открытым исходным кодом панели освещения для микроплиты подготовки называют Microplate Вспомогательные Pipetting Свет Излучатель (M.A. P.L.E.). Ручная подготовка микроплит, независимо от того, сделаны ли они для комплексного управления или био-анализ потребностей, могут быть склонны к человеческим ошибкам, которые резко увеличиваются, а плотность микроплиты увеличивается. Кроме того, надлежащая учет и регистрация данных микроплит/формата также подвержены ошибкам ручного ввода. В системах автоматизации высокой пропускной силы (HTS) эти проблемы смягчаются за счет использования роботизированных роботизированных станций, управляемых компьютерами, которые интегрированы с автоматизированным ведением учета баз данных; минимизация ручных манипуляций и снижение возможностей форматирования и записи данных. Однако по-прежнему существует много случаев, когда приборы на основе автоматизации просто не осуществимы или совместимы с потребностями форматирования микроплит, что требует ручного вмешательства. Кроме того, необходимо также оказывать поддержку мелкомасштабным лабораторным операциям, которые требуют компактных и экономичных полуавтоматических устройств для улучшения их пропускной связи, точности и автоматизации учета данных о подготовке микроплит.
В то время как другие системы освещения микроплит существуют, они являются проприетарными коммерческими решениями3,4,5,6,7,ограниченными для выбора форматов микроплит и их собственных Природа с закрытым исходным источником предотвращает модификации, управляемые пользователями, которые позволят адаптировать эти устройства для специализированных операций. M.A.P.L.E. был разработан, чтобы быть недорогим устройством с открытым исходным кодом, с исходным кодом и всеми файлами дизайна, доступными бесплатно онлайн8. Пользователи со знанием методов пайки поверхностных креплений могут собирать свои собственные устройства M.A.P.L.E. с кодом и файлами дизайна, доступными на GitHub, или они могут изменять предоставленные печатные платы (PCB) конструкции, 3D-печать корпуса с помощью компьютера модели и код для удовлетворения конкретных потребностей. Полный список частей, необходимых для изготовления светналяющих ПХД можно найти в дополнительных таблицах 1 и 2 и более подробную информацию о проектировании и реализации световых панелей можно найти в недавно опубликованном документация1. Пользователи, желающие приобрести предварительно собранные световые путеводители PCB на основе файлов с открытым исходным кодом, могут найти их, перечисленные в Интернете9.
M.A.P.L.E. предоставляет пользователю легко управляемую панель освещения, которая имеет микроплиту на основе следа и светодиодные интервалы в соответствии с Обществом для биомолекулярного скрининга (SBS) спецификации для микроплит10. M.A.P.L.E. была разработана для поддержки микроплит плотной 96- и 384 скважин и позволяет пользователям освещать скважины в любой желаемой конфигурации, цвете и интенсивности. Эти световые панели могут быть использованы для освещения микроплит для трубационных операций11, для имитации лабораторных операций форматирования или инструментов, таких как микроплиты читателя12,13 для образовательных и демонстрационных Целей. Характер проекта с открытым исходным кодом позволяет пользователям легко модифицировать панели, прошивку или графическое программное обеспечение для графического пользовательского интерфейса (GUI) для поддержки любой новой желаемой функциональности. Руководство и учет данных являются управляемыми компьютером и могут быть интегрированы с электронными таблицами или портированы в систему баз данных. Поскольку M.A.P.L.E. предназначен для работы с файлами разграничения запятой, любое программное обеспечение электронной таблицы или базы данных, которое способно импортировать или экспортировать отформатированные файлы CSV, может быть легко расширено для работы с M.A.P.L.E. Кроме того, корпус проекта, который был разработан для этой системы наклоняет микроплиту к пользователю во время операций pipetting, увеличивая эргономику, обеспечивая более естественную осанку для пользователя в то время как на скамейке лаборатории. Конкретные эксплуатационные характеристики системы M.A.P.L.E. включают: i) содействие комплексным усилиям по управлению при подготовке индивидуальных пластин путем освещания скважины с одним источником и назначения на микроплитах для ручного руководства пипеттингом; с помощью компьютерного скрипта, который может быть сохранен в качестве электронного завершения записи поста. ii) M.A.P.L.E. может освещать любое количество колодцев через микроплиты или колонны; который идеально подходит для быстрого последовательного разбавления руководства или размещения избранных элементов управления репликацией. iii) M.A.P.L.E. может использоваться в демонстрационном режиме для облегчения потребностей в лабораторной подготовке или выделения требований к форматированию в отношении мест проведения выборок и контроля или использования выделенных скважин (например, барьерный барьерный барьерный барьерный разрыв с краем). iv) M.A.P.L.E. может подсветку прозрачных/полупрозрачных скважин, позволяющих визуализировать артефакты, такие как осадки/кристаллизация, пузыри, неоднородность скважин, пустые скважины; что также позволяет конечному пользователю легко фотографировать изображения пластин для нужд документации
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Полуавтоматизированная подготовка образца передачи "пластина на тарелку"
- Создайте файл CSV, как показано на рисунке 1, содержащий исходные и назначенияные пластины с помощью приложения для редактирования электронных таблиц. Сгенерированный файл CSV должен иметь следующие столбцы заголовков в перечисленном порядке: Source'barcode; Destination-barcode; Источник-хорошо; Dest'well; Трансферное.
- Под столбцы заголовков убедитесь в том, чтобы включить одну строку в файл CSV для каждой желаемой операции трубачирования (т.е. переноса образца) со следующей информацией:
- Источник-штрих-код: Альфанумерика штрих-кода исходного микроплиты, например, S1007372; оставить пустым, если не связан штрих-код.
- Destination-barcode: Альфануметический штрих-код микроплиты назначения, например, D0573282; оставить пустым, если не связан штрих-код.
- Источник: Алфавитный ряд и идентификатор столбца для того, чтобы хорошо быть пронизаны из исходной пластины, например, H10 для строки H(8-й ряд), столбец 10 (ANSI/SLAS стандартные также обозначения, например, A1, C10...).
- Dest'well: Алфавитный ряд и идентификатор столбца для того, чтобы хорошо быть пипеткой из тарелки назначения, например, A3 для ряда A(1-й ряд), столбец 3 (anSI/SLAS стандартные также обозначения, например, A1, C10...).
- Трансфертная тома: Объем, который будет передаваться из исходного кода, в исходный код, в dest'well в destination-barcode (числовой и бесчисленное: как правило, в QL).
- Откройте Microplate Вспомогательный Pipetting Свет Излучатель плиты пластины GUI приложения, показанные на рисунке 2, открыв свет Руководство программы (Maple-LightGuide.exe).
- Нажмите кнопку Select cherrypick файла в верхнем левом углу GUI.
- Используйте окно файла браузера, показанное на рисунке 3,чтобы перейти к файлу CSV, генерируемому шагами 1.1 и 1.2 выше, и нажмите кнопку Open. Приложение будет разбирать первый ряд файла CSV и освещать соответствующие скважины в исходных и назначенияных пластинах.
- Используйте Кнопки «Предыдущий и следующий хорошо», в правом верхнем углу графического интерфейса, показанный на рисунке 4,чтобы пройти файл CSV по желанию. GUI будет выделить в серый любые строки, которые были ранее освещены и выделить в коричневом цвете в настоящее время активный ряд.
- Выполните трубационные операции по мере необходимости для передачи образцов между исходными хорошо исходной пластины в пункт назначения хорошо назначения пластины. Пример M.A.P.L.E. без посторонней помощи ручной трубач операции можно увидеть на рисунке 5, с сравнением текущего пользователя pipetting зрения видели на рисунке 4 и рисунке 6. В дополнение к графическому интерфейсу, штрих-коды пластин могут быть проверены с помощью жидкокристаллических дисплеев, прикрепленных к подсветке панелей.
- Продолжайте движение до конца файла CSV достигается с помощью кнопки Next well. Для загрузки нового файла CSV файл Select cherrypick может быть нажат в любое время. Для выхода из программы можно нажать красный X в правом верхнем углу графического интерфейса.
2. Многофункциональные подсветки для параллельных передач и серийных разбавлений
- Откройте Microplate Вспомогательный Трубный Свет Излучатель 'Серийное разбавление' приложение, открыв серийную программу разбавления (Maple-SerialDilution.exe).
- Используйте графический интерфейс, показанный на рисунке 7 и рисунке 8,чтобы указать желаемый режим титрования (колонка или строка), плотность пластин и стартовый ряд (ы) или столбец (ы). GUI также позволяет пользователям указать столбец или маску строки для управления, какие светодиоды в заданном ряду или колонке подсвечиваются. Это позволяет освещать подмножество светодиодов в ряд или столбец вместо освещения всей строки или столбца.
- Используйте кнопки Next и Previous, чтобы пройти через строки или столбцы в последовательности от начального строки или столбца до последнего ряда или столбца в пластине. Каждый раз, когда кнопка Next или Previous нажимается, световая панель освещает соответствующие светодиоды микроплиты.
- Продолжайте движение до достижения конца последовательности титрования. Чтобы выйти из программы, щелкните красный X в правом верхнем углу графического интерфейса.
3. Лабораторная подготовка: методы разработки анализов и формата скрининга
- Поместите микроплиту 96- или 384 колодца в портативный световой направляющий выступ. Портативный световой направляющий включает в себя батарею и всю электронику, необходимую для использования независимо от компьютера. Это позволяет использовать портативный световой гид в портативном режиме, который можно управлять со встроенными кнопками, чтобы переключаться между демонстрационными режимами.
- Используйте переключатель питания на портативном корпусе светового направляющего устройства для включения системы.
- Определите режим для портативного светового направляющего устройства. По умолчанию, портативный световой направляющий будет загружаться в демо-режим HTS по умолчанию, который предоставляет пользователям визуальное представление типичной пластины ассеа, как видно на рисунке 9. В этом режиме можно использовать правильный переключатель кнопки в верхней части портативного светового направляющего устройства, чтобы переключаться через следующие шаблоны освещения образца.
- Все скважины освещены красным цветом для имитации реагента, например, (подвесные ячейки в носителях).
- Все скважины освещены желтым цветом для имитации добавления реагента.
- Первая колонка и последняя колонка колодцев освещены зеленым цветом, оставшиеся средние столбцы "образец поля" освещены синим цветом, чтобы указать, что пластина считывается на микроплите. Случайные скважины в поле образца также будут иметь зеленый цвет различной интенсивности для представления хитов.
- Чтобы переключить световое руководство между демо-режимом HTS и демо-режимом Titration, нажмите левый переключатель кнопки. Это позволит переключить портативный световой направляющий выступ к режиму демонстрации Titration который обеспечивает визуально направляющий выступ к потребителям для того чтобы понять как титрации можно сделать в смесях плитах. Когда световое направляющий выступ входит в демо-режим Титрации, происходит следующее.
- Все скважины в колонках 3 и 13 освещены желтым цветом.
- Последующие нажатия самого правого переключателя кнопки освещают столбцы последовательно, например, (4 и 14, 5 и 15 и т.д.).
- При нажатии кнопки после достижения столбцов 12 и 22 колодцы в колоннах 4-12 и 13-22 освещаются в уменьшенной интенсивности желтого цвета для представления титрования.
- Чтобы изменить поведение по умолчанию свет руководства, подключить портативный свет овой выступ к компьютеру через кабель USB и следовать подробным инструкциям по обновлению прошивки по умолчанию через Arduino IDE, которые можно найти на странице проекта GitHub8. Обновляя прошивку, вы можете изменить эти режимы для отображения других последовательностей или наборов светодиодов.
4. Освещение артефактов в микроплитах
- Поместите микроплиту 96- или 384 колодца в портативный световой направляющий выступ.
- Переключите световое руководство в режим освещения, нажав на левый переключатель кнопки два раза.
ПРИМЕЧАНИЕ: Пример практического использования этого режима можно увидеть на рисунке 10 и рисунке 11, где соединения выбыли из раствора и могут наблюдаться на дне микроплит. Без подсветки, большая часть осадка невидима невооруженным глазом, но m.A.P.L.E. подсветка показывает осадок для осмотра пользователя и фотографической документации. - Используйте правую кнопку, чтобы переключаться между набором предопределенных цветов по мере необходимости для приложения. Световая панель превратит все светодиоды на следующие цвета в последовательности с каждым нажатием правой кнопки: красный, синий, зеленый, оранжевый, белый, фиолетовый, желтый и индиго.
- В качестве дополнительного шага используйте камеру или смартфон, чтобы сфотографировать освещенную пластину для записи или документирования работы.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Платформа M.A.P.L.E. способна освещать скважины в микроплитах 96- и 384 колодца различными настраиваемыми способами, позволяя простой и независимый контроль интенсивности цвета и света в каждой скважине. Помогая уменьшить возможности для ошибок в ручных операциях трубачирования, M.A.P.L.E. помогает пользователям подготовить микроплиты с повышенной уверенностью, что каждая скважина содержит желаемое содержимое. Передача образцов между пластинами и подготовка серийных разбавляемых пластин, таких как примеры, наблюдаемые на рисунке 12 и рисунке 13,могут быть выполнены без опасений, что пользователь будет отвлекаться во время своей работы и терять след того, что работы трубоукладки остаются. Когда работы по трубации будут завершены, платформа M.A.P.L.E. может быть использована для освещения микроплиты, чтобы помочь пользователю определить потенциальные артефакты, такие как осадки, пустые скважины, частично заполненные скважины или воздушные пузыри. Обнаружив эти артефакты во время создания микроплиты, пользователи могут принять меры по улучшению образцов, прежде чем предоставлять их в вниз по течению лабораторных процессов.
Чтобы продемонстрировать функциональность M.A.P.L.E., был проведен очный тест для измерения скорости и точности операций по трубатингу с помощью печатного рабочего списка по сравнению со шагами, описанными в разделе протокола 1. Для этого теста семь пользователей в лаборатории идентификации свинца выполнили тест, используя один и тот же список, который использовался для обоих в автономном режиме и m.A.P.L.E. Эти семь пользователей представляли собой различные пипетки опыт, начиная от многих лет в лаборатории для начинающих пользователей pipetting. Единственное отличие заключается в том, что пользователь вручную аннотирует печатный лист для ручного режима и использует графический интерфейс компьютера в режиме управляемого M.A.P.L.E. Этот рабочий список состоял из 49 трубационных операций из двух 384-хорошо источников микроплит, содержащих случайный ассортимент цветных красителей в DMSO (Рисунок 14A,B), которые заклинание "джов" в одном 384-ну цель назначения микроплиты (Рисунок 14 C).В этой конфигурации, расположение скважин в пункте назначения подтверждают, что пользователь пипетоцидировал сядек в правильные скважины пластины назначения и цветовая гамма скважин в пластине назначения может быть использована для выявления ошибок, где пользователь не pipette от правильного колодца исходных пластин, как видно на рисунке 14D, который показывает пример трубачи ошибки в скважинах K2, F22, F23, которые произошли в то время как пользователь следовал печатный рабочий список. Таблица 1 содержит результаты этого теста голова к голове, который показывает среднюю экономию времени 50%, когда пользователи выполнили этот тест с помощью M.A.P.L.E. по сравнению с автономным печатным рабочим списком. Мало того, что скорость процесса увеличилась, когда M.A.P.L.E. был использован, но частота ошибок пластин, созданных с помощью M.A.P.L.E. составил0% для всех пользователей, в то время как 6% частота ошибок наблюдалась для одного начинающего пользователя при использовании рабочего списка для задачи подготовки образца (Рисунок 14 D).
Рисунок 1: Пример CSV файл, используемый для применения подготовки образца. Пример CSV файл, используемый для применения подготовки образца, включая пять столбцов, необходимых для аннотировать объем передачи, микроплиты штрих-коды и хорошо места для источника и назначения пластин. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 2: Образец подготовки приложения GUI. Приложение для подготовки образца GUI отображается пользователю при запуске приложения. Из этого интерфейса пользователь может выбрать файл CSV для использования в процессе подготовки образца. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 3: Открытый диалоговый ящик. Открытый диалоговый ящик файла позволяет пользователю перемещаться по интересуемым CSV файлам, которые будут использоваться в процессе подготовки образца. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 4: Интерфейс GUI, который виден пользователю после того, как файл CSV был выбран и загружен в приложение. Содержимое файла CSV отображается в формате электронной таблицы, и активная строка выделена. Пользователи могут шаг вперед или назад через файл, используя кнопки "Предыдущий колодец" или "Следующий колодец", которые обновляют активную строку и отправляют соответствующие команды освещения m.A.P.L.E. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 5: Пример типичного ручного процесса подготовки образца до M.A.P.L.E., показывающий пользователь ссылаясь на печатный список штрих-кодов пластин и хорошо местах, которые будут пайпетированные. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 6: Текущий ручной процесс подготовки образца с M.A.P.L.E. освещающих скважины, представляющие интерес и отображающих штрих-коды микроплит, необходимых для текущей работы пипеттинга. Освещенные скважины и метаданные штрих-кода автоматически обновляются на основе пользовательского ввода от GUI, показанного на рисунке 4. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 7: интерфейс GUI для управления M.A.P.L.E. в режиме титрования, позволяющий пользователю контролировать освещение, указывая столбцы интереса. В дополнение к режиму титрования (строка или столбец), пользователи могут указать плотность пластини и шаг вперед или назад через столбцы, нажав кнопки "Следующая колонка" или "Предыдущая колонка". Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 8: интерфейс GUI для управления M.A.P.L.E. в режиме титрования, позволяющий пользователю контролировать освещение, указывая строки интереса. В дополнение к режиму титрования (строка или столбец), пользователи могут указать плотность пластини и шаг вперед или назад через строки, нажав кнопки "Следующий ряд" или "Предыдущий ряд". Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 9: Колодцы освещены зелеными и синими огнями, чтобы представить колодцы флуоресценции в микроплите читателя для ДЕМо-режима HTS. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 10: Пример 96-хорошо поставщика предоставляемых микроплиты, содержащие недавно приобретенные соединения с растворительством вопросы назад освещены 96-хорошо M.A.P.L.E. световая панель с синим светом. Освещение нижней части микроплиты значительно упрощает идентификацию соединений, которые выбыли из раствора и нуждаются в исправлении до дальнейшей обработки жидкости. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 11: Микроплиты примеры. (A) Пример 384-колодец микроплиты, содержащие соединения без каких-либо задней подсветки. (B) 384-колодец микроплиты подсветки с зеленым светом, выявление многих скважин, содержащих осадок. (C)Крупный законстал 384-ну колодец микроплиты с зеленой подсветкой. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 12: Пример назначения 384-колодец микроплиты, содержащие 320 отдельных образцов, которые были переданы из многих различных микроплит источника. Этот пример представляет собой типичную подготовку образца, известную как микроплита, выбранная вишенкой, которая видна на стадии проверки экрана подтверждения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 13: Пример типичной 384-хорошей микроплиты с 10-точечными серийными разбавлениями, начиная с столбцов 3 и 13 с фильтром маски для рядов 1-16 (все ряды включены).
Рисунок 14: Образец подготовки трубач тест. (A, B) 384-коловидной микроплиты, содержащие различные цветные красители, solvated в диметил сульфоксид (DMSO), которые будут использоваться для образца подготовки трубачного испытания. (C) 384 хорошо микроплиты в результате подготовки образца трубач тест, содержащий правильные цвета образцов в правильных местах. (D)384-ну хорошо микроплиты в результате образца подготовки трубач тест, содержащий ошибки (K2, F22, F23), когда пользователь следовал ручной метод worklist. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 15: Спектры вывода светодиодов, измеряемые спектрометром.
| Пользователя | Время работы | Частота ошибок в списке работ | Время в M.A.P.L.E. | Уровень ошибок M.A.P.L.E. | % увеличение скорости |
| Опытный пользователь #1 | 15 мин 8 с | 0% | 9 мин 39 с | 0% | 36% |
| Опытный пользователь #2 | 17 мин 54 с | 0% | 7 мин 59 с | 0% | 55% |
| Опытные пользовательские #3 | 18 мин 34 с | 0% | 10 мин 25 с | 0% | 44% |
| Опытные #4 пользователей | 20 мин 50 с | 0% | 10 мин 13 с | 0% | 51% |
| #1 пользователя-новичка | 26 мин 52 с | 0% | 11 мин 03 с | 0% | 59% |
| Новичок #2 пользователя | 35 мин 49 с | 6% | 15 мин 29 с | 0% | 57% |
| Новичок пользователь #3 | 22 мин 44 с | 0% | 11 мин 30 с | 0% | 49% |
Таблица 1: Результаты подготовки ручного образца по сравнению с подготовкой образцов с руководством M.A.P.L.E., включая время, затрачиваемое каждым пользователем на обработку полного рабочего списка в каждом режиме.
| 96w Микроплит M.A.P.L.E. список частей |
Поставщика | Часть поставщика # | Стоимость за единицу | Количество, необходимое для сборки | Стоимость запчастей на прототип |
| 96 хорошо RGB прототип PCB | ОШ Парк | $28.38 | 1 | $28.38 | |
| RGB 3535 SK6812 RGB SMD LED | Алиэкспресс (BTF-Освещение) | SK6812mini 3535 | $0.10 | 96 | $9.63 |
| 0,1 Конденсатор SMD (0805) | Диги-Кей | 478-3351-1-ND | $0.16 | 96 | $15.36 |
| Adafruit Метро Мини 328 - 5V | Диги-Кей | 1528-1374-ND | $12.50 | 1 | $12.50 |
| Общая | $65.87 |
Дополнительная таблица 1: Список компонентов, необходимых для изготовления 96-хорошо RGB световой направляющий выступ.
| 384w Микроплит M.A.P.L.E. список частей |
Поставщика | Часть поставщика # | Стоимость за единицу | Количество, необходимое для сборки | Стоимость запчастей на прототип |
| 384 хорошо RGB прототип PCB | ОШ Парк | $28.38 | 1 | $28.38 | |
| RGB 2427 SK6805 RGB SMD LED | МОКУНИТ | SK6805 2427 | $0.09 | 384 | $34.20 |
| 0.1uF конденсатор SMD (0603) | Диги-Кей | 478-10679-6-ND | $0.05 | 384 | $18.05 |
| Adafruit Метро Мини 328 - 5V | Диги-Кей | 1528-1374-ND | $12.50 | 1 | $12.50 |
| Общая | $93.13 |
Дополнительная таблица 2: Список компонентов, необходимых для изготовления 384-хорошо RGB световой направляющий выступ.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Выпуская M.A.P.L.E. в качестве платформы с открытым исходным кодом, мы внедрили лабораторный инструмент, который обеспечивает полезность, но также может быть легко расширен для удовлетворения меняющихся потребностей конечного пользователя. Подготовка образца микроплиты Бенчтопа является общей задачей, которая выполняется в самых различных лабораторных средах, и эта задача может быть явно улучшена с помощью такой технологии, как M.A.P.L.E.
Платформа M.A.P.L.E. была специально спроектирована с учетом адаптивности к будущим приложениям. Каждый компонент (электронная панель освещения, прошивка, графический интерфейс, корпус) может быть извлечен для использования в индивидуальном порядке, используется как часть более крупной системы или любой промежуточной комбинации. Например, 3D печатный корпус проекта может быть использован без освещения панели просто для улучшения эргономики скамейке pipetting. Панель освещения имеет простой трехпроводный интерфейс, который может быть прикреплен к любой системе, способной генерировать сигнал управления 5 V, источник и землю (GND). Поведение и полезность программного обеспечения GUIs могут быть изменены с помощью кода Python, схема панели освещения может быть изменена в KiCad и микроконтроллер прошивки, используемой для управления панелями могут быть отредактированы в Arduino IDE. Благодаря такой гибкости платформа M.A.P.L.E. позволяет удовлетворить будущие потребности.
Из подобных устройств, ранее разработанных для использования для осветляющих микроплит3,4,5,6,7,M.A.P.L.E. является единственным устройством, которое полностью с открытым исходным кодом. Это обеспечивает большую гибкость для конечного пользователя, чтобы расширить существующую функциональность для удовлетворения их конкретных потребностей. Эта расширенная функциональность может принимать форму дополнительных устройств управления ввозами пользователя (педали, кнопки и т.д.) или других устройств отображения метаданных. Характер устройства с открытым исходным кодом также помогает предотвратить устаревание устройства из-за зависимости от какого-либо конкретного поставщика для производства, разработки или поддержки устройств. Пользователи могут сохранить M.A.P.L.E. в качестве компактного одного микроплитного форм-фактора устройства, или расширить его для освещения нескольких микроплит одновременно, оба приложения которых были продемонстрированы в этой рукописи. Наконец, компоненты, необходимые для сборки системы M.A.P.L.E., имеют стоимость, которая ниже, чем любые ранее доступные коммерческие решения.
Потенциальные ограничения системы включают в себя освещение и визуализацию помех, вызванных темными соединениями. Функциональность подготовки образца также в настоящее время требует, чтобы M.A.P.L.E. был привязан к компьютеру через USB. Мы также предлагаем, что лабораторные процессы с использованием светочувствительных соединений или реагентов тестируются до длительного использования с M.A.P.L.E. Светчувствительные соединения передачи являются проблемой в любой лабораторной ситуации, но M.A.P.L.E. может выбрать для длин волн, которые являются менее подвержены, такие как красный свет. M.A.P.L.E. также позволяет пользователям регулировать светодиодный цвет и интенсивность с помощью обновлений прошивки для микроконтроллера, чтобы обеспечить конкретное освещение желаемое. Спектральный выход светодиодов был предусмотрен в качестве рисунка 15, так что пользователь может избежать длин волн, на которых соединение, как известно, поглощают свет.
Компоненты M.A.P.L.E. также могут быть повторно использованы для изучения альтернативных применений, таких как фотохимия, разделение фаз в сложных библиотеках или изменено с различными светодиодами длины волны (например, УФ) для расширения его функциональности для других приложений. Аналогичным образом, колористетрия или абсорбция спектроскопии может быть выполнена недорого с M.A.P.L.E. выбрать выбросы, как показано на рисунке 15 и камеры или смартфона приложение для захвата Значения выхода RGB. В заключение, M.A.P.L.E. был разработан для немедленного использования для поддержки подготовки микроплиты образца, но в качестве платформы с открытым исходным кодом он может быть адаптирован для использования во многих других приложениях.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторы не имеют финансовых интересов или конфликта интересов с любым из изготовленных компонентов, предложенных при строительстве устройства M.A.P.L.E. Представленные источники используются исключительно для удобства пользователя, и при необходимости могут использоваться любые совместимые компоненты из альтернативных источников.
Acknowledgments
Авторы хотели бы признать Лину DeLuca, Фахар Singhera, Ханна Уильямс, Линн Денг, Осиначи Nwosu и Сара Wachtman за их помощь в тестировании m.A.P.L.E. платформы.
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).
