Applikationer til Open Source-Mikroplade kompatible belysnings paneler

Summary

Micro Plate kompenserende pipette Rings lampe (M.A.P.L.E.) er en computer drevet enhed, der systematisk oplyser mikrotiterbrønde for at give vejledning til manuel klargøring af mikroplader.  M.A.P.L.E. forbedrer nøjagtigheden af mikropladens forberedelse, mens data recordkeeping automatiseres.  Desuden kan det hjælpe med at undersøge mikropladen kvalitet eller støtte til påvisning af fejl.

Abstract

Mikroplader anvendes almindeligvis i det moderne laboratoriemiljø til en lang række opgaver både i små laboratorie stationære operationer samt i stor skala-kampagner med høj gennemløbs screening (HTS). Selvom laboratorie automatisering i høj grad har øget nytten af mikroplader, er der stadig tilfælde, hvor automatiserings baseret instrumentering ikke er mulig, omkostningseffektiv eller kompatibel med mikropladens formaterings behov. I disse tilfælde skal mikropladerne forberedes manuelt. Problematisk at manuelle mikropladens manipulationer er, at en række vanskeligheder kan opstå i forbindelse med den nøjagtige sporing af prøve operationer, dataregistrering og kvalitetskontrol (QC) inspektion for godt artefakter eller formateringsfejl. Da mikropladens brønd tæthed øges (dvs. 96-brønd, 384-godt, 1536-godt) øges potentialet for at indføre fejl også drastisk.  Desuden, for små bænk-top laboratorie operationer der findes et behov for at forbedre lethed og nøjagtighed af prøvehåndtering på en omkostningseffektivmåde. Heri beskriver vi et system, der fungerer som en semi automatiseret pipette Rings guide, der omtales som Mikropladens hjælpe pipette Rings-Lyemitter (M.A.P.L.E.).  M.A.P.L.E. har flere anvendelsesmuligheder til at understøtte sammensatte hit-plukning og mikropladen forberedelse til analyse udvikling i High-gennemløb screening eller laboratorie stationære operationer, samt QC/kvalitetssikring (QA) diagnostisk evaluering af mikropladen kvalitet eller visualisere godt formateringsfejl.

Introduction

Som for nylig offentliggjort¹, den bly identifikation laboratorium på Scripps Research² har udviklet og frigivet en open-source belysnings panel til mikroplade forberedelse benævnt mikropladen hjælpe pipettering lys emitter (M.A. P.L.E.). Manuel fremstilling af mikroplader, uanset om de er lavet til sammensatte forvaltning eller bio-assay behov, kan være tilbøjelige til menneskelige fejl, der drastisk stigning samt tæthed af mikropladen stiger. Desuden er korrekt registrering og data-logging af mikropladen indhold/format også tilbøjelige til manuelle indtastningsfejl. I automatiserings faciliteter med højt gennemløb (HTS) mindskes disse problemer ved hjælp af computerstyrede robot arbejdsstationer, der er integreret med automatiseret database registrering. minimering af manuelle manipulationer og reduktion af potentialet i formatering og data optagelsesfejl. Der er dog stadig mange tilfælde, hvor automatiserings baseret instrumentering simpelthen ikke er mulig eller kompatibel med mikropladens formaterings behov, som kræver manuel indgriben. Desuden er der også behov for at støtte små laboratorie operationer, der kræver kompakte og omkostningseffektive halvautomatiserede anordninger for at forbedre deres gennemløb, nøjagtighed og automatisere dataregistrering af mikropladstilberedning.

Mens andre mikroplade belysningssystemer findes, er de proprietære kommercielle løsninger^3,4,5,6,7 begrænset til at vælge mikroplade formater og deres proprietære lukket source-natur forhindrer bruger-drevne modifikationer, der ville gøre det muligt at tilpasse disse enheder til specialiserede operationer.  M.A.P.L.E. blev designet til at være en billig open source-enhed, med kildekode og alle design filer til rådighed for gratis online⁸. Brugere med viden om Surface Mount lodning teknikker kan samle deres egne M.A.P.L.E. enheder med koden og design filer tilgængelige på GitHub, eller de kan ændre de medfølgende trykte kredsløb (PCB) designs, 3D print kabinet Computer-Aided design (CAD) modeller og kode til at opfylde deres specifikke behov. En komplet liste over de dele, der er nødvendige for at fremstille lysvejledningens PCB, findes i supplerende tabel 1 og 2 , og yderligere oplysninger om udformningen og implementeringen af lyspanelerne findes i de nyligt offentliggjorte dokumentation¹. Brugere, der ønsker at købe pre-monteret lys guide PCB baseret off open source-filer kan finde dem, der er opført online⁹.

M.A.P.L.E. giver brugeren et let kontrollerbart belysnings panel, som har et mikroplade-baseret fodaftryk og LED-til-LED-afstand, der matches til Society for biomolekyler screening (SBS) specifikationer for mikroplader¹⁰. M.A.P.L.E. blev udviklet til at understøtte 96-og 384-brønd tæthed mikroplader og give brugerne mulighed for at belyse brønde i enhver ønsket konfiguration, farve og intensitet. Disse lyspaneler kan bruges til at belyse mikroplader til pipette Rings operationer¹¹, til at simulere laboratorie formaterings operationer eller instrumenter såsom en mikropladen læser^12,13 til uddannelses-og demonstrations Formål. Den open source karakter af projektet giver brugerne mulighed for nemt at ændre paneler, firmware eller grafisk brugergrænseflade (GUI) software til at understøtte enhver ny ønskede funktionalitet. Vejledning og dataregistrering er computer drevet og kan integreres med regneark eller porteres til et databasesystem. Fordi M.A.P.L.E. er designet til at arbejde med almindelig tekst kommasepareret filer, ethvert regneark eller database software, der er i stand til at importere eller eksportere CSV formateret filer kan nemt udvides til at arbejde med M.A.P.L.E. Desuden er det projekt kabinet, der er designet til dette system, hælder mikropladen mod brugeren under pipettering operationer, øge ergonomi ved at give en mere naturlig kropsholdning for brugeren, mens på laboratoriet bænk. Specifikke operationelle funktioner til M.A.P.L.E. systemet omfatter: (i) at lette sammensatte forvaltning indsats i forberedelsen af tilpassede plader ved at belyse enkelt kilde brønd og destination godt på tværs af mikroplader til manuel pipettering vejledning; assisteret via et computer script, der kan gemmes som en elektronisk post-færdiggørelse. (II) M.A.P.L.E. kan belyse et vilkårligt antal brønde på tværs af mikropladen rækker eller kolonner; som er ideelt egnet til hurtig seriel fortynding vejledning eller placering af Select replikat kontrol. (III) M.A.P.L.E. kan bruges i en demonstrationstilstand til at lette laboratorie træningsbehov eller fremhæve Formateringskrav med hensyn til prøve-og kontrol placeringer eller dedikeret brønd brug (f. eks. kant effekt barriere kløft). (IV) M.A.P.L.E. kan baggrundslys gennemsigtige/gennemskinnelige brønde for at muliggøre visualisering af artefakter som nedbør/krystallisering, bobler, godt heterogenitet, tomme brønde; som også giver slutbrugeren mulighed for nemt at fotografere plade billeder til dokumentationsbehov

Protocol

1. semiautomatiseret "plade til plade" prøveoverførsel forberedelse

1. Generer en CSV-fil som vist i figur 1 , der indeholder kilde-og destinations plader ved hjælp af et regnearks redigeringsprogram. Den CSV-fil, der genereres, skal have følgende overskriftskolonner i den angivne rækkefølge: Source_barcode; Destination_barcode; Source_well; Dest_well; Transfer_volume.
2. Under overskrifts kolonnerne skal du sørge for at inkludere én række i CSV-filen for hver af de ønskede pipette Rings operationer (f. eks. prøveoverførsel) med følgende oplysninger:
   1. Source_barcode: alfanumerisk stregkode af kilde mikropladen, f. eks S1007372; Lad feltet være tomt, hvis der ikke er tilknyttet en stregkode.
   2. Destination_barcode: alfanumerisk stregkode på destinationen mikropladen, f. eks D0573282; Lad feltet være tomt, hvis der ikke er tilknyttet en stregkode.
   3. Source_well: alfanumerisk række-og kolonne-id for godt at blive pipetteret ud af kilde pladen, fx H10 for række H^(8. række), kolonne 10 (ANSI/slas standard brønd betegnelser, f. eks. a1, C10...).
   4. Dest_well: alfanumerisk række-og kolonne-id for brønd, der skal pipetteres ud fra destinations pladen, f. eks. a3 for række A (1^St række), kolonne 3 (ANSI/sla's standard brønd betegnelser, f. eks. a1, C10...).
   5. Transfer_volume: diskenhed, der skal overføres fra source_well i source_barcode til dest_well i destination_barcode (numerisk og unitless: typisk i μL).
3. Åbn Micro Plate-pipette Rings lysets emitter- plade på den grafiske GUI-applikation, der vises i figur 2, ved at åbne Light Guide-programmet (Maple-LightGuide. exe).
4. Klik på knappen Vælg cherrypick fil i øverste venstre hjørne af GUI.
5. Brug filbrowserens vindue, vist i figur 3, til at navigere til den CSV-fil, der genereres i trin 1,1 og 1,2 ovenfor, og klik på knappen Åbn . Programmet vil fortolke den første række i CSV-filen og belyse de tilsvarende brønde i kilde-og destinations pladerne.
6. Brug knapperne Forrige brønd og næste brønd i øverste højre hjørne af GUI, vist i figur 4, for at krydse CSV-filen som ønsket. GUI vil fremhæve i gråt alle rækker, der tidligere er belyst og fremhæve i brun den aktuelt aktive række.
7. Udfør pipette Rings operationer efter behov for at overføre prøver mellem kilde pladens kilde plade og bestemmelsessted og destinations pladen. Et eksempel på en M.A.P.L.E. uassisteret hånd pipettering kan ses i figur 5, med en sammenligning af den aktuelle bruger pipette Rings visning set i figur 4 og figur 6. Ud over brugergrænsefladen kan plade stregkoder verificeres via LCD-skærme, der er fastgjort til belysnings panelerne.
8. Fortsæt indtil slutningen af CSV-filen er nået via knappen næste brønd . Hvis du vil indlæse en ny CSV-fil, kan du til enhver tid klikke på filen Select cherrypick . For at afslutte programmet det røde X i øverste højre hjørne af GUI kan klikkes.

2. multi-Well belysninger til parallel overførsel og serielle fortyndinger

1. Åbn det serielle fortyndings program (Maple-SerialDilution. exe) ved at åbne Mikropladens hjælpe pipette Rings-Lyemitter.
2. Brug GUI, vist i figur 7 og figur 8, til at angive den ønskede titrerings tilstand (kolonne eller række), plade tæthed og startrække (r) eller kolonne (r). GUI giver også brugerne mulighed for at angive en kolonne eller række maske til at styre, hvilke lysdioder i en given række eller kolonne er belyst. Dette tillader en delmængde af lysdioder i en række eller kolonne, der skal belyses i stedet for at belyse hele rækken eller kolonnen.
3. Brug knapperne næste og Forrige til at gå gennem rækkerne eller kolonnerne i rækkefølge fra den første startrække eller-kolonne til den sidste række eller kolonne i pladen. Hver gang der klikkes på den næste eller Forrige knap, lyser Lyspanelet de tilsvarende lysdioder på mikropladen.
4. Fortsæt indtil slutningen af titrerings sekvensen er nået. For at afslutte programmet, skal du klikke på det røde X i øverste højre hjørne af GUI.

3. laboratorie træning: analyse af udviklings-og Screenings format teknikker

1. Placer en 96-eller 384-brønd mikroplade i den bærbare lysguide. Den bærbare Light Guide indeholder et batteri og al elektronik, der er nødvendig for at blive brugt uafhængigt af en computer. Dette gør det muligt at bruge den bærbare LightGuide i en håndholdt tilstand, som kan styres med indbyggede trykknapper for at skifte mellem demonstrations tilstande.
2. Brug tænd/sluk-kontakten på det bærbare lysguide kabinet til at tænde for systemet.
3. Bestem tilstanden for den bærbare lysguide, der skal være i. Som standard indlæses den bærbare lysguide i standard HTS-demo tilstanden, som giver brugerne en visuel gengivelse af en typisk analyse plade som vist i figur 9. I denne tilstand kan man bruge den højre trykknap knap øverst på den bærbare lysguide til at skifte gennem følgende prøve belysnings mønstre.
   1. Alle brønde belyst med rød farve for at simulere reagens dispensering af en analyse, fx (suspenderede celler i medierne).
   2. Alle brønde belyst med en gul farve for at simulere farvning reagens tilsætning.
   3. Første kolonne og sidste kolonne af brønde belyst grøn, resterende midterste ' prøve felt ' kolonner belyst blå for at indikere pladen læses på mikropladen læser. Tilfældige brønde i prøve feltet vil også have grøn farve af varierende intensitet til at repræsentere hits.
4. Hvis du vil skifte lysguide mellem HTS-demo tilstand og titrerings demo tilstand, skal du trykke på kontakten til den venstre knap. Dette vil skifte den bærbare lys guide til titrering demo mode, som giver en visuel guide til brugerne til at forstå, hvordan titreringer kan udføres i sammensatte plader. Når lysguiden skifter til demo tilstanden titrering , vil følgende forekomme.
   1. Alle brønde i kolonne 3 og 13 er belyst med gul farve.
   2. Efterfølgende Tryk på kontakten til højre knap lyser kolonner i rækkefølge, f. eks. (4 og 14, 5 og 15 osv.).
   3. Når der trykkes på trykknappen, efter at kolonnerne 12 og 22 er nået, lyser brønde i kolonne 4-12 og 13-22 i faldende intensitet af gul for at repræsentere titreringen.
5. Hvis du vil ændre standardfunktionsmåden for Light guide, skal du slutte den bærbare lysguide til en computer via et USB-kabel og følge de detaljerede instruktioner til opdatering af standard firmwaren via Arduino IDE, som kan findes på projektets GitHub side⁸. Ved at opdatere firmwaren kan du ændre disse tilstande for at vise andre sekvenser eller sæt af lysdioder.

4. belysning af artefakter i mikroplader

1. Placer en 96-eller 384-brønd mikroplade i den bærbare lysguide.
2. Skift lysguiden til belysningstilstand ved at trykke på kontakten til venstre knap to gange.
   Bemærk: et eksempel på den praktiske anvendelse af denne tilstand kan ses i figur 10 og Figur 11, hvor forbindelser har fældet ud af opløsningen og kan observeres på bunden af mikropladerne. Uden baggrundsbelyst belysning er det meste af bundfaldet usynlig for det blotte øje, men M.A.P.L.E. baggrundsbelysning afslører bundfald for bruger inspektion og fotografisk dokumentation.
3. Brug den højre trykknap til at skifte mellem et sæt foruddefinerede farver efter behov for programmet. Lyset panel vil vende alle lysdioder på følgende farver i rækkefølge med hvert tryk på den højre knap: rød, blå, grøn, orange, hvid, violet, gul og Indigo.
4. Som et valgfrit trin skal du bruge et kamera eller en smartphone til at fotografere den oplyste plade til registrering eller dokumentation af arbejdet.

Representative Results

Den M.A.P.L.E. platform er i stand til at belyse brønde i 96-og 384-brønd mikroplader i en række forskellige bruger konfigurerbare måder, så ligetil og uafhængig kontrol af farve og lysintensitet i hver brønd. Ved at hjælpe med at reducere mulighederne for fejl i manuelle pipette Rings operationer hjælper M.A.P.L.E. brugerne med at forberede mikroplader med øget tillid til, at hver brønd indeholder det ønskede indhold. Overførslen af prøver mellem pladerne og fremstillingen af serielle fortyndings plader, såsom eksemplerne i figur 12 og Figur 13, kan opnås uden bekymring for, at brugeren vil blive distraheret i løbet af deres arbejde og miste styr på, hvad pipette Rings operationer forbliver. Når pipette Rings arbejdet er færdigt, kan M.A.P.L.E.-platformen bruges til at belyse mikropladen for at hjælpe brugeren med at identificere potentielle artefakter såsom udfældelse, tomme brønde, delvist fyldte brønde eller luftbobler. Ved at detektere disse artefakter på det tidspunkt, hvor mikropladen er oprettet, kan brugerne træffe foranstaltninger til at forbedre prøverne, før de gives til downstream-laboratorieprocesser.

For at demonstrere funktionaliteten af M.A.P.L.E. blev der udført en head-to-head-test for at måle hastigheden og nøjagtigheden af pipette Rings operationer ved hjælp af en trykt arbejdsliste versus de trin, der er beskrevet i protokol afsnit 1. Til denne test udførte syv brugere i det ledende identifikations laboratorium testen ved hjælp af samme arbejdsliste, der blev brugt til både offline og M. A. P. L. E-Guided. Disse syv brugere repræsenterede en række pipette Rings oplevelser, der spænder fra mange år i laboratoriet til uerfarne pipette Rings brugere. Den eneste forskel er brugeren hånd-anskrive et trykt ark til manuel tilstand og bruge computerens GUI i M.A.P.L.E.-Guided mode. Denne arbejdsliste bestod af 49 pipette Rings operationer fra 2 384-brønd kilde mikroplader indeholdende et tilfældigt sortiment af farvede farvestoffer i DMSO (Figur 14a, B), der staver ' Jove ' i en enkelt 384-brønd destination mikropladen (Figur 14 C). i denne konfiguration bekræfter layoutet af brøndene i målpladen, at brugeren har pipetteret ind i de korrekte brønde på destinations pladen, og at farve mønstret for brøndene i målpladen kan bruges til at identificere fejl, hvor brugeren der blev ikke pipetten fra den korrekte brønd af kilde pladerne, som det ses i Figur 14D , som viser et eksempel på pipetteringsfejl i Wells K2, F22, F23, der opstod, mens en bruger var ved at følge en udskrevet arbejdsliste. Tabel 1 indeholder resultaterne af denne head-to-head test, som viser en gennemsnitlig tidsbesparelse på 50%, når brugerne udførte denne test ved hjælp af M.A.P.L.E. versus en offline trykt arbejdsliste. Ikke alene var den oparbejde hastighed forøget hvor M.A.P.L.E. var anvendte, men den fejl sats i plader skabt benytter M.A.P.L.E. var 0% nemlig al brugernes, samtidigt med at en 6% fejl sats var observeret nemlig sig novice bruger hvor benytter en arbejdsliste nemlig den prøveforberedelse opgave (Figur 14 D).

Figur 1: eksempel CSV-fil, der bruges til prøveforberedelse ansøgning. Eksempel CSV-fil, der bruges til prøveforberedelse ansøgning, herunder de fem kolonner, der kræves for at kommentere overførsels volumen, mikropladen stregkoder og godt steder for både kilde og destination plader. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2: prøveforberedelse program GUI. Den grafiske brugergrænseflade til prøveforberedelse vises for brugeren, når programmet startes. Fra denne grænseflade kan brugeren vælge en CSV-fil til brug i prøve forberedelsesprocessen. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 3: dialogboksen Åbn fil. Dialogboksen Åbn fil giver brugeren mulighed for at navigere til de CSV-filer af interesse, der skal bruges i prøve forberedelsesprocessen. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 4: GUI-grænsefladen, der er synlig for brugeren, efter at en CSV-fil er blevet valgt og indlæst i programmet. Indholdet af CSV-filen vises i et regnearksformat, og den aktive række er fremhævet. Brugernes kunne skridt frem eller baglæns igennem den fil af benytter den ' foregående nå ' eller ' næste nå ' knapper hvilke opdatere den handlekraftig række og sende den passende belysning befalinger hen til M.A.P.L.E. behage Klik her ovre hen til se på en større gengivelse heraf skikkelse.

Figur 5: eksempel på en typisk manuel forberedelsesproces forud for M.A.P.L.E., der viser bruger henvisninger trykt liste over plade stregkoder og godt steder at blive pipetteret. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 6: Aktuel manuel prøve forberedelsesproces med M.A.P.L.E. lysende brønde og visning af stregkoder for mikroplader, der er nødvendige for den aktuelle pipette Rings operation. Oplyste brønde og stregkode metadata opdateres automatisk baseret på brugerinput fra GUI set i figur 4. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 7: GUI interface til styring af M.A.P.L.E. i titrerings tilstand, tillader brugerkontrol af belysning ved at angive kolonner af interesse. Ud over titrerings tilstand (række eller kolonne) kan brugerne angive plade tæthed og træde frem eller tilbage gennem kolonnerne ved at klikke på knapperne ' næste kolonne ' eller ' forrige kolonne '. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 8: GUI-grænseflade til styring af M.A.P.L.E. i titrerings tilstand, hvilket giver brugeren kontrol over belysning ved at angive rækker af interesse. Ud over titrerings tilstand (række eller kolonne) kan brugerne angive plade tæthed og træde frem eller tilbage gennem rækkerne ved at klikke på knapperne ' næste række ' eller ' forrige række '. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 9: brønde belyst med grønne og blå lys til at repræsentere brønde fluorescerende i Micro Plate Reader til HTS demo-tilstand. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 10: eksempel på 96-godt leverandør-forudsat mikroplade indeholdende nyindkøbte forbindelser med opløselighed spørgsmål tilbage belyst med en 96-Well M.A.P.L.E. Light panel med blåt lys. Belysning af bunden af mikropladen gør det meget lettere at identificere forbindelser, der har fældet ud af opløsningen og har brug for afhjælpning forud for yderligere Væskehåndtering. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 11: eksempler på mikroplader. a) eksempel på 384-brønd mikroplast indeholdende forbindelser uden bagbelysning. (B) 384-brønd bagbelysning med grønt lys, der afslører mange brønde med bundfald. (C) nærbillede af 384-brønd mikroplade med grøn baggrundsbelysning. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 12: eksempel på destination 384-brønd mikroplade indeholdende 320 individuelle prøver, som er blevet overført fra mange forskellige kilde mikroplader. Dette eksempel repræsenterer en typisk prøveforberedelse kendt som en hitplukket eller cherryplukket mikropladen, som ses på bekræftelsesskærmen fase af en analyse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 13: eksempel på typisk 384-brønd mikroplade med 10-punkts serielle fortyndinger, der starter i kolonne 3 & 13 med et maske filter for rækkerne 1 – 16 (alle rækker medfølger). Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 14: pipette Rings test for prøveforberedelse. (A, B) 384-brønd mikroplader indeholdende forskellige farvede farvestoffer, som er tilsat DIMETHYLSULFOXID (DMSO), og som anvendes til pipette Rings prøvning af prøveforberedelse. C) 384 brønd mikroplast som følge af prøve Præparations pipette Rings test, der indeholder korrekte farver af prøverne på korrekte steder. (D) 384-brønd mikroplast som følge af prøve Præparations pipette Rings test indeholdende fejl (K2, F22, F23), når brugeren fulgte den manuelle arbejdsliste metode. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 15: led-output spektre målt ved et spektrometer. Klik her for at se en større version af dette tal.

Bruger	Worlist time	Worlist fejlfrekvens	M.A.P.L.E. tid	M.A.P.L.E. fejlprocent	% hastighed stigning
Erfaren bruger #1	15 min 8 s	0	9 min 39 s	0	36%
Erfaren bruger #2	17 min 54 s	0	7 min 59 s	0	55%
Erfaren bruger #3	18 min 34 s	0	10 min 25 s	0	44%
Erfaren bruger #4	20 min 50 s	0	10 min 13 s	0	51%
Uerfarne bruger #1	26 min 52 s	0	11 min 03 s	0	59%
Uerfarne bruger #2	35 min 49 s	6	15 min 29 s	0	57%
Uerfarne bruger #3	22 min 44 s	0	11 min 30 s	0	49%

Tabel 1: resultater af manuel prøveforberedelse versus M.A.P.L.E.-guidet prøveforberedelse, herunder tid brugt af hver bruger til at behandle fuld worlist i hver tilstand.

96w mikropladen M.A.P.L.E. liste over dele	Kreditor	Leverandørs del #	Omkostning pr. vare	Antal, der skal bruges til montage	Reservedels pris pr. prototype
96 brønd RGB prototype PCB	OSH Park		$28,38	1	$28,38
RGB 3535 SK6812 RGB SMD LED	Aliexpress (BTF-Lighting)	SK6812mini 3535	$0,10	96	$9,63
0,1 μF kondenor 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
Samlede					$65,87

Supplerende tabel 1: liste over komponenter, der er nødvendige for at fabrikere en 96-Well RGB Light guide.

384w mikropladen M.A.P.L.E. liste over dele	Kreditor	Leverandørs del #	Omkostning pr. vare	Antal, der skal bruges til montage	Reservedels pris pr. prototype
384 brønd RGB prototype 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
Samlede					$93,13

Supplerende tabel 2: liste over komponenter, der er nødvendige for at fabrikere en 384-Well RGB Light guide.

Discussion

Ved at frigive M.A.P.L.E. som en open source-platform, har vi introduceret et laboratorium værktøj, der giver nytte, men kan også let udvides til at opfylde de skiftende behov slutbrugeren. Benchtop mikropladen prøveforberedelse er en almindelig opgave, der udføres i en lang række laboratoriemiljøer, og denne opgave kan påviseligt forbedres med en teknologi som M.A.P.L.E.

M.A.P.L.E. platformen er specielt udviklet med tilpasningsevne til fremtidige applikationer i tankerne. Hver komponent (elektronisk belysnings panel, firmware, GUI, kabinet) kan ekstraheres til brug individuelt, anvendes som en del af det større system eller en mellemliggende kombination heraf. For eksempel kan det trykte 3D-projekt kabinet anvendes uden belysningspanelet blot for at forbedre ergonomien af stationære pipettering. Belysningspanelet har en enkel tre-wire interface, der kan fastgøres til ethvert system i stand til at generere en + 5 V kontrolsignal, + 5 V kilde og jord (GND). Den opførsel og nytte i den programmel GUIs kan forandret benytter Python kode, den belysning bedømmelseskomite kredsløb kan forandret i KiCad og den microcontroller firmware plejede kontrol den tavler kan editeret i den Arduino IDE. Med denne fleksibilitet, den M.A.P.L.E. platform er udvidelig til at opfylde fremtidige behov.

Af lignende anordninger, der tidligere er udviklet til brug for lysende mikroplader^3,4,5,6,7, M.A.P.L.E. er den eneste enhed, som er helt åben kilde. Dette giver slutbrugeren stor fleksibilitet til at udvide den eksisterende funktionalitet, så den opfylder deres specifikke behov. Denne udvidede funktionalitet kan tage form af ekstra betjeningsenheder til brugerinput (fodpedaler, knapper osv.) eller andre metadata Visningsenheder. Enhedens open source-karakter hjælper også med at forhindre enhed forældelse på grund af afhængighed af en bestemt leverandør til produktion, udvikling eller support af enheder. Brugerne kan vælge at holde M.A.P.L.E. som en kompakt enkelt mikropladen formfaktor enhed, eller at udvide den til at belyse flere mikroplader samtidigt, begge anvendelser er blevet demonstreret i dette manuskript. Endelig har de komponenter, der er nødvendige for at samle et M.A.P.L.E. system, en omkostning, som er lavere end nogen tidligere tilgængelige kommercielle løsninger.

Potentielle begrænsninger af systemet omfatter belysning og visualisering interferens forårsaget af mørke farvede forbindelser. Prøve forberedelses funktionaliteten kræver også i øjeblikket, at M.A.P.L.E. skal være bundet til en computer via USB. Vi foreslår også, at laboratorieprocesser, der udnytter lysfølsomme forbindelser eller reagenser testes før udvidet brug med M.A.P.L.E. let følsomme sammensatte overførsler er et problem i enhver Lab situation, men M.A.P.L.E. kan vælge for bølgelængder, der er mindre tilbøjelige såsom rødt lys. M.A.P.L.E. giver også brugerne mulighed for at justere LED farve og intensitet via firmwareopdateringer til microcontroller til at give den specifikke belysning ønskede. Den spektral udgang af lysdioderne er blevet leveret som pr Figur 15 , således at brugeren kan undgå bølgelængder, hvor forbindelsen er kendt for at absorbere lys.

Komponenterne i M.A.P.L.E. kan også genbruges til at undersøge alternative anvendelser såsom fotokemi, faseadskillelse i sammensatte biblioteker eller modificeret med forskellige bølgelængde lysdioder (f. eks UV) at udvide sin funktionalitet til andre applikationer. Ligeledes kan colorimetri eller absorbans spektroskopi udføres billigt med M.A.P.L.E. udvalgte emissioner som vist i Figur 15 og kamera eller smartphone app til at fange RGB output værdier. Konklusionen er, at M.A.P.L.E. er designet til umiddelbar brug for at understøtte prøve mikropladens tilberedning, men som en open source-platform kan den tilpasses til brug i mange andre applikationer.

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