Summary
Microplate hjälpmedels Pipetting Light EMITTER (M.A.P.L.E.) är en dator driven apparat som systematiskt belyser mikrotiterbrunnar för att ge vägledning för manuell beredning av mikroplattor. M.A.P.L.E. förbättrar noggrannheten för mikroplattpreparering samtidigt som data recordkeeping automatiserar. Dessutom kan det hjälpa till med att undersöka mikroplåt kvalitet eller stöd i upptäckt av fel.
Abstract
Mikroplattor används ofta i den moderna laboratoriemiljö för en mängd olika uppgifter både i småskaliga laboratorium bänkmonterade verksamhet samt storskaliga hög genomflöde screening (HTS) kampanjer. Även laboratorieautomation har kraftigt ökat nyttan av mikroplattor finns fortfarande fall där Automation-baserad instrumentering är inte möjligt, kostnadseffektivt eller förenligt med mikroplattans formatering behov. I dessa fall måste mikroplattorna förberedas manuellt. Problematiskt att manuella mikrotiterplattor manipulationer är att ett antal svårigheter kan uppstå i samband med korrekt spårning av prov operationer, dataregistrering och kvalitetskontroll (QC) inspektion för väl artefakter eller formateringsfel. Som mikrotiterplattor väl densiteter öka (dvs., 96-Ja, 384-Ja, 1536-ja) potentialen för att införa fel ökar också drastiskt. För små bänk laboratorie operationer finns det dessutom ett behov av att förbättra enkelheten och noggrannheten i provhanteringen på ett kostnadseffektivt sätt. Häri beskriver vi ett system som fungerar som en halvautomatiserad Pipettguide kallad Mikroplattans hjälpmedel för pipettering av ljuskällor (M.A.P.L.E.). M.A.P.L.E. har flera användningsområden för att stödja sammansatta hit-picking och mikrotiterplattor förberedelse för assay utveckling i hög kapacitet screening eller laboratorium bänkskiva operationer, samt QC/kvalitetssäkring (QA) diagnostisk utvärdering av mikrotiterplattor kvalitet eller visualisera väl formateringsfel.
Introduction
Som nyligen publicerad1, har bly identifierings laboratoriet vid Scripps Research2 utvecklat och släppt en belysnings panel med öppen källkod för mikroplattpreparering kallad Mikroplattans hjälpmedel för pipettering av ljuskällor (M.A. P.L.E.). Manuell beredning av mikroplattor, oavsett om de är gjorda för sammansatta hantering eller bio-assay behov, kan vara benägna att mänskliga fel som drastiskt ökar även densiteten av mikroplattan ökar. Dessutom är korrekt arkivering och dataloggning av mikroplattans innehåll/format också utsatt för manuella inmatningsfel. I hög genomströmning screening (HTS) Automation anläggningar dessa problem mildras genom användning av dator drivna robotstyrda arbetsstationer som är integrerade med automatiserad databas recordkeeping; minimera manuella manipulationer och minska risken för formatering och data inspelningsfel. Det finns dock många fall där Automation-baserad instrumentering är helt enkelt inte genomförbart eller kompatibel med mikroplattans Formateringsbehov, vilket kräver manuella ingrepp. Dessutom finns det också ett behov av att stödja småskaliga laboratorie operationer som kräver kompakta och kostnadseffektiva halvautomatiserade anordningar för att förbättra deras genomströmning, noggrannhet och automatisera dataregistrering av mikroplattpreparering.
Medan andra mikrotiterplattor belysningssystem finns, de är egenutvecklade kommersiella lösningar3,4,5,6,7 begränsad till utvalda mikroplattformat och deras egenutvecklade sluten källkod förhindrar användardrivna ändringar som gör det möjligt att anpassa dessa enheter för specialiserade åtgärder. M.A.P.L.E. var planerat på bli en billig öppen-källa anordning, med källa koden och all design arkivera tillgänglig gratis online8. Användare med kunskap om ytmontering lödnings tekniker kan sätta ihop sina egna M.A.P.L.E. enheter med koden och designfiler tillgängliga på GitHub, eller de kan ändra de medföljande tryckta kretskort (PCB) mönster, 3D Skriv hölje datorstödd design (CAD) modeller och kod för att tillgodose deras specifika behov. En fullständig förteckning över delar som behövs för att tillverka ljusledaren PCB finns i tilläggs tabellerna 1 och 2 och ytterligare detaljer om utformningen och genomförandet av ljus panelerna finns i nyligen offentliggjorda dokumentation1. Användare som vill köpa förmonterade Light guide PCB bygger på öppen källkod filer kan hitta dem som anges online9.
M.A.P.L.E. förser användaren med en lättkontrollerad belysnings panel som har ett mikroplattbaserat fotavtryck och LED-till-LED-avstånd som matchas mot samhället för Biomolekylär screening (SBS) specifikationer för mikroplattor10. M.A.P.L.E. utvecklades för att stödja 96-och 384-brunn densitet mikroplattor och tillåta användare att belysa brunnar i önskad konfiguration, färg och intensitet. Dessa ljuspaneler kan användas för att belysa Mikroplattor för pipettering av moment11, för simulering av laboratorieformatering eller instrument som en mikroplattläsare12,13 för utbildnings-och demonstrations Ändamål. Projektets Open Source-karaktär gör det möjligt för användare att enkelt ändra panelerna, firmware eller grafiskt användargränssnitt (GUI) programvara för att stödja alla nya önskade funktioner. Vägledning och dataregistrering är datorstyrda och kan integreras med kalkylblad eller porteras till ett databassystem. Eftersom M.A.P.L.E. är utformat för att fungera med Comma avgränsade filer i klartext, kan alla kalkylblad eller databasprogram som är i stånd att importera eller exportera CSV-formaterade filer lätt utökas till att fungera med M.A.P.L.E. Vidare, den projekt kapsling som har utformats för detta system lutar mikroplattan mot användaren under pipettering operationer, ökad ergonomi genom att ge en mer naturlig hållning för användaren medan i labbet bänken. Särskilda operativa funktioner i M.A.P.L.E.-systemet inkluderar: (i) att underlätta sammansatta lednings insatser för att förbereda anpassade plåtar genom att belysa enkel källbrunn och destinations brunn över Mikroplattor för vägledning vid manuell pipettering; assisterade genom ett dator skript som kan sparas som en elektronisk post efter avslutad. (II) M.A.P.L.E. kan belysa valfritt antal brunnar över mikroplattans rader eller kolumner; som är idealisk för snabb vägledning för seriell utspädning eller placering av Välj replikera kontroller. (III) M.A.P.L.E. kan användas i demonstrationsläge för att underlätta laboratorie utbildningsbehov eller belysa FORMATERINGSKRAV med avseende på prov-och kontroll placeringar eller särskild väl användning (t. ex. kant effekt barriär Gap). (IV) M.A.P.L.E. kan bakgrundsbelysning transparent/genomskinlig brunnar för att möjliggöra visualisering av artefakter såsom nederbörd/kristallisering, bubblor, väl heterogenitet, tomma brunnar; som också tillåter slutanvändare att enkelt fotografera plåt bilder för dokumentations behov
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. semiautomatiserad "plattan till plattan" provöverföring beredning
- Generera en CSV-fil som visas i figur 1 som innehåller käll-och destinationsskyltar med ett kalkylblads redigeringsprogram. CSV-filen som skapas måste ha följande rubrikkolumner i den ordning som anges: Source_barcode; Destination_barcode; Source_well; Dest_well; Transfer_volume.
- Under rubrik kolumnerna ser du till att inkludera en rad i CSV-filen för varje önskad pipettering (dvs. provöverföring) med följande information:
- Source_barcode: alfanumerisk streckkod av källan mikroplattan, e.g., S1007372; lämna tomt om ingen streckkod är associerad.
- Destination_barcode: alfanumerisk streckkod för destinationen Microplate, t. ex. D0573282; lämna tomt om ingen streckkod är associerad.
- Source_well: alfanumerisk rad-och kolumn identifierare för brunn som ska pipetteras ut från käll plattan, t. ex. H10 för rad H (8: e raden), kolumn 10 (ANSI/SLAs standard well beteckningar, t. ex., a1, C10...).
- Dest_well: alfanumerisk rad-och kolumn identifierare för brunn att pipetteras ut från destinations plattan, t. ex., a3 för rad A (1St rad), kolumn 3 (ANSI/SLAs standard well beteckningar, t. ex., a1, C10...).
- Transfer_volume: volym som ska överföras från source_well i source_barcode till dest_well i destination_barcode (numerisk och unitless: vanligtvis i μL).
- Öppna Microplate hjälpmedels pipettering ljussändare plattan till plattan GUI ansökan, visas i figur 2, genom att öppna Light guide program (Maple-LightGuide. exe).
- Klicka på knappen Välj cherrypick-fil i det övre vänstra hörnet av GUI.
- Använd fönstret Filbläddrare, som visas i figur 3, för att navigera till den CSV-fil som genererats i steg 1,1 och 1,2 ovan och klicka på knappen Öppna . Programmet kommer att tolka den första raden i CSV-filen och belysa motsvarande brunnar i käll-och destinations plattorna.
- Använd den tidigare brunnen och Nästa väl knappar, i det övre högra hörnet av GUI, visas i figur 4, att korsa CSV-filen som önskas. GUI kommer att markera i grått alla rader som tidigare har belyst och markera i brunt den aktuella aktiva raden.
- Utför pipettering vid behov för överföring av prover mellan käll plattans källa och destinations plattan. Ett exempel på en M.A.P.L.E.-handpipettering kan ses i figur 5, med en jämförelse av den aktuella användarpipettering som visas i figur 4 och figur 6. Förutom användargränssnittet kan plattstreckkoderna verifieras via LCD-skärmarna som är fästa på belysnings panelerna.
- Fortsätt till slutet av CSV-filen nås via Nästa brunn knapp. Om du vill läsa in en ny CSV-fil kan du klicka på Välj cherrypick-fil när som helst. För att avsluta programmet det röda X i det övre högra hörnet av GUI kan klickas.
2. multi-well Illuminations för parallella överföringar och seriella utspädningar
- Öppna den Mikroplattans hjälpmedels pipettering Light emitter "Serial utspädning" ansökan genom att öppna programmet Serial utspädning (Maple-SerialDilution. exe).
- Använd GUI, som visas i figur 7 och figur 8, för att ange önskat titreringsläget (kolumn eller rad), plattdensitet och start rad (er) eller kolumn (er). GUI tillåter också användare att ange en kolumn eller rad mask för att styra vilka lysdioder i en given rad eller kolumn belyses. Detta gör att en delmängd av lysdioderna i en rad eller kolumn kan belysas i stället för att lysa upp hela raden eller kolumnen.
- Använd knapparna Nästa och föregående för att stega genom raderna eller kolumnerna i sekvens från den första startraden eller kolumnen till den sista raden eller kolumnen i plattan. Varje gång du klickar på Nästa eller föregående knapp kommer ljus panelen att lysa upp motsvarande lysdioder på mikroplattan.
- Fortsätt till slutet av titreringssekvensen uppnås. För att avsluta programmet, klicka på det röda krysset i det övre högra hörnet av GUI.
3. laboratorie utbildning: assay utveckling och screening format tekniker
- Placera en 96-eller 384-brunn mikrotiterplattor i den bärbara ljusledaren. Den bärbara ljusledaren innehåller ett batteri och all elektronik som behövs för att användas oberoende av en dator. Detta gör att den bärbara LightGuide-ljusstyrka som ska användas i ett handhållen läge som kan styras med inbyggda tryckknappar för att växla mellan demonstrations lägen.
- Använd strömbrytaren på det portabla ljus ledar höljet för att slå på systemet.
- Bestäm läget för den bärbara ljusledaren för att vara i. Vid försummelsen, den transportabel ljus leda vilja lasta in i försummelsen HTS demonstrationen sätt vilken skaffar förbrukaren med en visuell representationen av en typisk analys plattan så sett i bild 9. I detta läge kan man använda den högra tryckknapps omkopplaren överst i den portabla ljusledaren för att växla mellan följande exempel på belysningsmönster.
- Alla brunnar belysta med röd färg för att simulera reagensdispensering av ett test, t. ex. (suspenderade celler i Media).
- Alla brunnar belysta med en gul färg för att simulera Dye reagens tillägg.
- Första kolumnen och sista kolumnen i brunnarna upplyst grönt, återstående mitten "prov fält" kolumner upplyst blått för att indikera plattan läses på mikrotiterplattor Reader. Slumpmässiga brunnar i exempel fältet kommer också att ha grön färg av varierande intensitet för att representera träffar.
- För att växla ljusledaren mellan HTS demoläge och demoläge för titrering , tryck på vänster tryckknapps omkopplare. Om du gör det kommer den bärbara ljusledaren att växla till demoläge för titrering , vilket ger en visuell guide till användarna för att förstå hur titreringar kan utföras i sammansatta plåtar. När ljusledaren går in i demoläge kommer följande att inträffa.
- Alla brunnar i kolumn 3 och 13 är belysta med gul färg.
- Efterföljande pressar i den högra tryckknapps brytaren lyser upp kolumnerna i sekvens, t. ex. (4 och 14, 5 och 15, etc.).
- När Tryck knappen trycks in efter att kolumnerna 12 och 22 uppnåtts, belyses brunnar i kolumnerna 4-12 och 13-22 i minskande intensitet av gult för att representera titreringen.
- Om du vill ändra standardbeteendet för ljusledaren ansluter du den bärbara ljusledaren till en dator via en USB-kabel och följer de detaljerade instruktionerna för uppdatering av standard-firmware via Arduino IDE som kan hittas på projektets GitHub sida8. Genom att uppdatera firmware kan du ändra dessa lägen för att visa andra sekvenser eller uppsättningar av lysdioder.
4. belysning av artefakter i mikroplattor
- Placera en 96-eller 384-brunn mikrotiterplattor i den bärbara ljusledaren.
- Växla ljusledaren till belysnings läget genom att trycka två gånger på Tryck knappen längst till vänster.
Anmärkning: ett exempel på praktisk användning av detta läge kan ses i figur 10 och figur 11, där föreningar har fälls ut ur lösningen och kan observeras på botten av mikroplattorna. Utan bakgrundsbelyst belysning, är de flesta av fällningen osynlig för blotta ögat, men M.A.P.L.E. bakgrundsbelysning avslöjar fällning för användar inspektion och fotografisk dokumentation. - Använd den högra Tryck knappen för att växla mellan en uppsättning fördefinierade färger som behövs för programmet. Ljus panelen kommer att förvandla alla lysdioder till följande färger i sekvens med varje tryck på höger knapp: röd, blå, grön, orange, vit, violett, gul och Indigo.
- Som ett valfritt steg kan du använda en kamera eller smarttelefon för att fotografera den belysta plattan för att dokumentera eller dokumentera arbetet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
M.A.P.L.E.-plattformen klarar av att belysa brunnar i 96-och 384-Tja mikroplattor i en mängd olika användare konfigurerbara sätt, vilket möjliggör enkel och oberoende kontroll av färg och ljusintensitet i varje brunn. Genom att hjälpa till att reducera möjligheter till fel i manuella pipettering hjälper M.A.P.L.E. användare att förbereda mikroplattor med ökat förtroende för att varje brunn innehåller önskat innehåll. Överföringen av proverna mellan plattorna och framställningen av seriella utspädnings plåtar, såsom exemplen i figur 12 och figur 13, kan åstadkommas utan oro för att användaren kommer att distraheras under arbetet och tappa reda på vad pipettering kvarstår. När pipetteringsarbetet är slutfört kan M.A.P.L.E.-plattformen användas för att belysa mikroplattan för att hjälpa användaren att identifiera potentiella artefakter som fällning, tomma brunnar, delvis fyllda brunnar eller luftbubblor. Genom att upptäcka dessa artefakter vid den tidpunkt då mikroplattan skapas, användare kan vidta åtgärder för att lindra prover innan de ger dem till nedströms laboratorieprocesser.
För att demonstrera funktionaliteten hos M.A.P.L.E. utfördes ett head-to-head-test för att mäta hastigheten och noggrannheten för pipettering med hjälp av en tryckt arbetslista kontra de steg som beskrivs i protokoll avsnitt 1. För detta test utförde sju användare i det ledande identifierings laboratoriet testet med samma arbetslista användes för både offline kontra M. A. P. L. E-guidad. Dessa sju användare representerade en mängd olika pipettering erfarenhet, allt från många år i laboratoriet till nybörjare Pipettera användare. Den enda skillnaden är användaren hand-kommentera ett tryckt ark för manuellt läge och använda datorns GUI i M.A.P.L.E.-Guidad läge. Denna arbetslista bestod av 49 pipettering från 2 384-källa mikroplattor som innehåller ett slumpmässigt sortiment av färgade färgämnen i DMSO (figur 14a, B) som stava "jove" i en enda 384-väl destination mikrotiterplattor (figur 14 C). i den här konfigurationen bekräftar layouten för brunnarna i destinations plattan att användaren har pipetterat in i rätt brunnar på destinations plattan och att färgmönstret för brunnarna i destinations plattan kan användas för att identifiera fel där användaren Pipettera inte från rätt brunn på de käll plattor som visas i figur 14D som visar ett exempel på pipetteringsfel i Wells K2, F22, F23 som inträffade när en användare följde en tryckt arbetslista. Tabell 1 innehåller resultaten av detta head-to-head-test som visar en genomsnittlig tidsbesparing på 50% när användare utförde detta test med M.A.P.L.E. jämfört med en offline tryckt arbetslista. Inte bara var processhastigheten ökade när M.A.P.L.E. användes, men felfrekvensen av plattor som skapats med M.A.P.L.E. var 0% för alla användare, medan en 6% felfrekvens observerades för en nybörjare när du använder en arbetslista för provet förberedelse uppgift (figur 14 D).
Bild 1: exempel-CSV-fil som används för prov förberedelse programmet. Exempel CSV-fil som används för prov förberedelse program inklusive de fem kolumnerna som krävs för att kommentera överförings volymen, streckkoder och väl platser för både käll-och destinationsskyltar. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: GUI för provberedning. Exempel förberedelse programmets GUI visas för användaren vid start av programmet. Från detta gränssnitt kan användaren välja en CSV-fil för användning i prov beredningsprocessen. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3: dialogrutan Öppna fil. Dialogrutan Öppna kan användaren navigera till CSV-filer av intresse som ska användas i prov förberedelseprocessen. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Bild 4: det GUI-gränssnitt som är synligt för användaren efter att en CSV-fil har valts och lästs in i programmet. Innehållet i CSV-filen visas i ett kalkylbladsformat och den aktiva raden markeras. Förbrukaren kanna steg vidarebefordra eller bakåtriktade igenom arkivera vid användande den ' föregående brunn ' eller ' nästa brunn ' knappen vilken uppdatera den aktiv rad och sända den lämplig belysningen befallningen till M.A.P.L.E. behaga klick här till syn en storer version av den här siffra.
Figur 5: exempel på typiska manuella prov beredningsprocessen före M.A.P.L.E. visar användaren refererar tryckt lista över plattan streckkoder och väl platser som ska pipetteras. vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 6: nuvarande manuella prov beredningsprocess med M.A.P.L.E. lysande brunnar av intresse och Visa streckkoder av mikroplattor som behövs för aktuell pipettering. Belysta brunnar och streckkods metadata uppdateras automatiskt baserat på användarindata från GUI som visas i figur 4. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 7: GUI-gränssnitt för att styra M.A.P.L.E. i titreringsläge, vilket gör att användaren kan styra belysningen genom att ange kolumner av intresse. Förutom titreringsläge (rad eller kolumn) kan användare ange platdensitet och stega framåt eller bakåt genom kolumnerna genom att klicka på knapparna "nästa kolumn" eller "föregående kolumn". Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 8: GUI-gränssnitt för att styra M.A.P.L.E. i titreringsläge, vilket gör att användaren kan kontrollera belysningen genom att ange rader av intresse. Förutom titreringsläge (rad eller kolumn) kan användare ange plattdensitet och stega framåt eller bakåt genom raderna genom att klicka på knapparna ' nästa rad ' eller ' föregående rad '. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Bild 9: brunnar belysta med grönt och blått ljus för att representera brunnar som fluorescerade i mikroplattläsare för HTS demoläge. vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 10: exempel på 96-väl tillhandahållen mikroplatta som innehåller nyinköpta föreningar med löslighets problem tillbaka upplyst med en 96-brunn M.A.P.L.E. ljuspanel med blått ljus. Lysande botten av mikroplattan gör det mycket lättare att identifiera föreningar som har utfälld lösning och behöver sanering före ytterligare vätskehantering. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 11: exempel på mikroplåt. (a) exempel på 384-väl mikroplatta som innehåller föreningar utan någon bak belysning. (B) 384-Tja mikrotiterplattor bakgrundsbelysning med grönt ljus, avslöjar många brunnar som innehåller fällningar. (C) närbild av 384-väl mikroplatta med grön bakgrundsbelysning. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 12: exempel på destination 384-väl mikroplatta innehållande 320 enskilda prover som har överförts från många olika källor mikroplattor. Detta exempel representerar en typisk provberedning känd som en hitplockat eller cherryplockat mikroplatta som ses på bekräftelseskärmen skede av ett test. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 13: exempel på typisk 384-brunn mikroplatta med 10-punkts seriella utspädningar med början i kolumnerna 3 & 13 med ett mask filter för raderna 1 – 16 (alla rader inkluderade). vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 14: provpreparering av pipettering. (a, B) 384-brunn mikroplattor som innehåller olika färgade färgämnen solvatiserade i DIMETYLSULFOXID (DMSO) som skall användas för provberedning pipettering test. C384 väl mikroplatta som är en följd av provpreparering av pipettering som innehåller rätt färgprov på rätt plats. (D) 384-brunn mikroplatta till följd av provberedning pipettering test som innehåller fel (K2, F22, F23) när användaren följt den manuella arbetslista metod. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 15: lysdiodspektrat mätt med en spektrometer. vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
| Användaren | Worklist tid | Worklist felfrekvens | M.A.P.L.E. tid | M.A.P.L.E. felfrekvens | % hastighetsökning |
| Erfaren användare #1 | 15 min 8 s | 0 | 9 min 39 s | 0 | 36% |
| Erfaren användare #2 | 17 min 54 s | 0 | 7 min 59 s | 0 | 55% |
| Erfaren användare #3 | 18 min 34 s | 0 | 10 min 25 s | 0 | 44% |
| Erfaren användare #4 | 20 min 50 s | 0 | 10 min 13 s | 0 | 51% |
| Nyblivna användare #1 | 26 min 52 s | 0 | 11 min 03 s | 0 | 59% |
| Nyblivna användare #2 | 35 min 49 s | 6 | 15 min 29 s | 0 | 57% |
| Nyblivna användare #3 | 22 min 44 s | 0 | 11 min 30 s | 0 | 49% |
Tabell 1: resultat av manuell provberedning kontra M.A.P.L.E.-guidad provberedning, inklusive tid för varje användare att bearbeta full arbetslista i varje läge.
| 96W Microplate M.A.P.L.E. reservdelslista |
Leverantör | Leverantörs del # | Kostnad per artikel | Kvantitet som behövs för montering | Reservdelskostnad per prototyp |
| 96 Tja RGB prototyp PCB | OSH 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 kondeneller SMD (0805) | Digi-Key | 478-3351-1-ND | $0,16 | 96 | $15,36 |
| Adafruit Metro mini 328 – 5V | Digi-Key | 1528-1374-ND | $12,50 | 1 | $12,50 |
| Totala | $65,87 |
Tilläggstabell 1: förteckning över komponenter som behövs för att tillverka en 96-bra RGB ljus guide.
| 384w Microplate M.A.P.L.E. reservdelslista |
Leverantör | Leverantörs del # | Kostnad per artikel | Kvantitet som behövs för montering | Reservdelskostnad per prototyp |
| 384 Tja RGB prototyp PCB | OSH Park | $28,38 | 1 | $28,38 | |
| RGB 2427 SK6805 RGB SMD LED | MOKUNGIT | SK6805 2427 | $0,09 | 384 | $34,20 |
| 0.1 uF kondenor SMD (0603) | Digi-Key | 478-10679-6-ND | $0,05 | 384 | $18,05 |
| Adafruit Metro mini 328 – 5V | Digi-Key | 1528-1374-ND | $12,50 | 1 | $12,50 |
| Totala | $93,13 |
Kompletterande tabell 2: förteckning över komponenter som behövs för att tillverka en 384-bra RGB ljus guide.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Genom att släppa M.A.P.L.E. som en öppen källkod plattform, har vi infört ett laboratorium verktyg som ger nytta, men kan också lätt utökas för att möta de föränderliga behoven hos slutanvändaren. Bänkskiva provberedning är en vanlig uppgift som utförs i en mängd olika laboratoriemiljöer och denna uppgift kan bevisligen förbättras med en teknik som M.A.P.L.E.
M.A.P.L.E.-plattformen har utformats specifikt med anpassningsförmåga till framtida tillämpningar i åtanke. Varje komponent (elektronisk belysnings panel, firmware, GUI, kapsling) kan extraheras för användning individuellt, användas som en del av det större systemet eller en mellanliggande kombination därav. Till exempel kan den 3D-tryckta projekt kammaren användas utan att belysnings panelen bara förbättrar ergonomin för bänk pipettering. Belysnings panelen har ett enkelt gränssnitt med tre ledningar som kan anslutas till alla system som klarar att generera en + 5 V styrsignal, + 5 V källa och jord (GND). Beteendet och nyttan av programvaran guis kan ändras med hjälp av python-kod, kan belysningen panelen kretsar ändras i kicad och mikrokontroller firmware som används för att styra panelerna kan redigeras i Arduino IDE. Med den här flexibiliteten är M.A.P.L.E.-plattformen utökningsbar för att tillgodose framtida behov.
Av liknande produkter som tidigare utvecklats för att användas för belysning av mikroplattor3,4,5,6,7, M.A.P.L.E. är den enda enheten som är helt öppen källkod. Detta ger en stor flexibilitet för slutanvändaren att utöka den befintliga funktionaliteten för att tillgodose deras specifika behov. Den här utökade funktionaliteten kan ta formen av ytterligare inmatningskontroll enheter (fotpedaler, knappar osv.) eller andra visningsenheter för metadata. Enhetens Open Source-karaktär bidrar också till att förhindra enhetens inkurans på grund av tillit till någon specifik leverantör för enhets produktion, utveckling eller support. Förbrukaren kanna välja till hålla M.A.P.L.E. som kompakt enkel mikrotiterplattor form factor anordning, eller till utsträcka den till belysa mångfaldig mikroplattor samtidig, båda ansökan av vilken har blitt bevisat i denne manuskriptet. Slutligen har de komponenter som behövs för att montera ett M.A.P.L.E.-system en kostnad som är lägre än tidigare tillgängliga kommersiella lösningar.
Potentiella begränsningar av systemet inkluderar belysning och visualisering störningar orsakade av mörka färgade föreningar. Provet förberedelse funktionen kräver också för närvarande att M.A.P.L.E. vara bundna till en dator via USB. Vi föreslår också att laboratorieprocesser som utnyttjar ljuskänsliga föreningar eller reagenser testas före utökad användning med M.A.P.L.E. ljuskänsliga sammansatta överföringar är ett problem i alla labb situation, men M.A.P.L.E. kan välja för våglängder som är mindre benägna såsom rött ljus. M.A.P.L.E. också tillåt förbrukaren till rätta LED Cologne och intensiteten via firmware uppdaterar till mikrokontroller till skaffa den bestämd belysningen önskat. Lysdiodernas spektrala effekt har tillhandahållits enligt figur 15 så att användaren kan undvika våglängder där föreningen är känd för att absorbera ljus.
Komponenterna i M.A.P.L.E. kan också återanvändas för att undersöka alternativa användningsområden såsom Fotokemi, fasseparation i sammansatta bibliotek eller modifierade med olika våglängdsled (t. ex. UV) för att utöka funktionaliteten för andra applikationer. Likaså kan kolorimetri eller absorbans spektroskopi utföras billigt med M.A.P.L.E. ' s Select utsläpp som visas i figur 15 och kamera eller smartphone app för att fånga RGB-utdata värden. Sammanfattningsvis har M.A.P.L.E. utformats för omedelbar användning för att stödja prov mikrotiterplattor beredning, men som en öppen källkod-plattform kan den anpassas för användning i många andra applikationer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Upphovsmännen har inga ekonomiska intressen eller intressekonflikter med någon av de tillverkade komponenter som föreslås i byggandet av M.A.P.L.E. enheten. Källor som presenteras är strikt för att underlätta för användaren och alla kompatibla komponenter från alternativa källor kan användas vid behov.
Acknowledgments
Författarna skulle vilja erkänna Lina DeLuca, Fakhar Singhera, Hannah Williams, Lynn Deng, Osinachi Nwosu och Sarah Wachtman för deras hjälp med att testa 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).
