Name: applications for open source microplate-compatible illumination panels
Uploaded: 2019-10-03T14:30:00
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Gli autori desiderano riconoscere Lina DeLuca, Fakhar Singhera, Hannah Williams, Lynn Deng, Osinachi Nwosu e Sarah Wachtman per la loro assistenza nel testare la piattaforma M.A.P.L.E.

1. Preparazione semiautomatica di trasferimento del campione "piastra a piastra"
<ol><li>Generare un file CSV come illustrato nella Figura 1 contenente le lastre di origine e di destinazione utilizzando un'applicazione di modifica del foglio di calcolo. Il file CSV generato deve avere le seguenti colonne di intestazione nell'ordine elencato: Codice_sorgente; Codice_are di destinazione; Source_well; Dest_well; Transfer_volume.</li>
	<li>Sotto le colonne di intestazione, assicurarsi di inclu...

<ol>
	<li>Baillargeon, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+Microplate-Compatible+Illumination+Panels+for+a+Semiautomated+Benchtop+Pipetting+System.">Design of Microplate-Compatible Illumination Panels for a Semiautomated Benchtop Pipetting System.</a> SLAS TECHNOLOGY: Translating Life Sciences Innovation. , (2019).</li><li>Baillargeon, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Scripps+Molecular+Screening+Center+and+Translational+Research+Institute.">The Scripps Molecular Screening Center and Translational Research Institute.</a> SLAS DISCOVERY: Advancing Life Sciences R&amp;D. 24 (3), 386-397 (2019).</li><li>. Pipetting Aid PlatR Available from: <a target="_blank" href="https://biosistemika.com/products/pipetting-platr/">https://biosistemika.com/products/pipetting-platr/</a> (2019)</li><li>Gilson Trackman Pipetting Tracker. Daigger Scientific Available from: <a target="_blank" href="https://www.daigger.com/gilson-trackma-pipetting-tracker-i-gsnf70301">https://www.daigger.com/gilson-trackma-pipetting-tracker-i-gsnf70301</a> (2019)</li><li>TRACKMAN Connected US. Gilson Available from: <a target="_blank" href="https://www.gilson.com/default/systemm-trackman-connected-us.html">https://www.gilson.com/default/systemm-trackman-connected-us.html</a> (2019)</li><li>96 well plate pipette light guide. qit vision Available from: <a target="_blank" href="https://www.qitvision.com/projects/#Plate">https://www.qitvision.com/projects/#Plate</a> (2019)</li><li>. Microplate Assistive Pipetting Light Emitter GitHub repository Available from: <a target="_blank" href="https://github.com/pierrebaillargeon/Microplate-Assistive-Pipetting-Light-Emitter">https://github.com/pierrebaillargeon/Microplate-Assistive-Pipetting-Light-Emitter</a> (2019)</li><li>Hawker, C. D., Schlank, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+Standards+for+Laboratory+Automation.">Development of Standards for Laboratory Automation.</a> Clinical Chemistry. 46, 746-750 (2000).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=General+Laboratory+Techniques.+An+Introduction+to+the+Micropipettor.">General Laboratory Techniques. An Introduction to the Micropipettor.</a> JoVE Science Education Database. , (2019).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=General+Laboratory+Techniques.+Introduction+to+the+Spectrophotometer.">General Laboratory Techniques. Introduction to the Spectrophotometer.</a> JoVE Science Education Database. , (2019).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=General+Laboratory+Techniques.+Introduction+to+the+Microplate+Reader.">General Laboratory Techniques. Introduction to the Microplate Reader.</a> JoVE Science Education Database. , (2019).</li></ol>

Rilasciando M.A.P.L.E. come piattaforma open source, abbiamo introdotto uno strumento di laboratorio che fornisce utilità, ma può anche essere facilmente esteso per soddisfare le esigenze in continua evoluzione dell'utente finale. La preparazione del campione di micropiastra Benchtop è un'attività comune che viene eseguita in un'ampia varietà di ambienti di laboratorio e questo compito può essere notevolmente migliorato con una tecnologia come M.A.P.L.E.
La piattaforma M.A.P.L.E. è stat...

Come recentemente pubblicato1, il laboratorio di identificazione dei piombi di Scripps Research2 ha sviluppato e rilasciato un pannello di illuminazione open source per la preparazione della micropiastra, indicato come Microplate Assistive Pipetting Light Emitter (M.A. P.L.E.). La preparazione manuale delle microplacche, che siano fatte per la gestione dei composti o per le esigenze di bio-analisi, può essere soggetta a errori umani che aumentano drasticamente e aumenta la densità della micropiastra. Inoltre, una corretta registrazione e registrazione dei dati del contenuto/formato della microplacca è anche soggetta a errori di immissione manuale. Nelle strutture di automazione di screening ad alta velocità effettiva (HTS), questi problemi vengono attenuati dall'uso di workstation robotiche computerizzata che sono integrate con la registrazione automatica dei database; minimizzando le manipolazioni manuali e riducendo il potenziale di errori di formattazione e registrazione dei dati. Tuttavia, rimangono molti casi in cui la strumentazione basata sull'automazione semplicemente non è fattibile o compatibile con le esigenze di formattazione a microplacca, richiedendo un intervento manuale. Inoltre, è necessario supportare operazioni di laboratorio su piccola scala che richiedano dispositivi semiautomatici compatti ed economici per migliorare la loro produttività, precisione e automatizzare la registrazione dei dati della preparazione delle microplacche.
Mentre esistono altri sistemi di illuminazione a micropiastra, sono soluzioni commerciali proprietarie3,4,5,6,7 limitati a selezionare i formati di microplacche e la loro proprietaria la natura a fonte chiusa impedisce modifiche guidate dall'utente che consentirebbero l'adattamento di questi dispositivi per operazioni specializzate.  M.A.P.L.E. è stato progettato per essere un dispositivo open source poco costoso, con codice sorgente e tutti i file di progettazione disponibili gratuitamente online8. Gli utenti con conoscenza delle tecniche di saldatura del montaggio di superficie possono assemblare i propri dispositivi M.A.P.L.E. con i file di codice e di progettazione disponibili su GitHub, oppure possono modificare i modelli di schede a circuito stampato (PCB) fornite, l'alloggiamento di stampa 3D assistito dal computer modelli di progettazione (CAD) e codice per soddisfare le loro esigenze specifiche. Un elenco completo delle parti necessarie per fabbricare la guida luminosa PCB può essere trovato nelle tabelle supplementari 1 e 2 e ulteriori dettagli per quanto riguarda la progettazione e l'implementazione dei pannelli luminosi possono essere trovati di recente documentazione1. Gli utenti che desiderano acquistare PCB guida luce pre-assemblati basati sui file open-source possono trovarli elencati online9.
M.A.P.L.E. fornisce all'utente un pannello di illuminazione facilmente controllabile che ha un ingombro basato su microplacca e una spaziatura LED-to-LED corrispondente alle specifiche Society for Biomolecular Screening (SBS) per micropiastre10. M.A.P.L.E. è stato sviluppato per supportare microplacche a densità di 96 e 384 pozze e consentire agli utenti di illuminare i pozzi in qualsiasi configurazione, colore e intensità desiderati. Questi pannelli luminosi possono essere utilizzati per illuminare le microplacche per le operazioni di pipettaggio11, per simulare operazioni di formattazione di laboratorio o strumenti come un lettore di microplacia12,13 per l'istruzione e la dimostrazione Scopi. La natura open source del progetto consente agli utenti di modificare facilmente i pannelli, il firmware o il software dell'interfaccia utente grafica (GUI) per supportare qualsiasi nuova funzionalità desiderata. Le linee guida e la registrazione dei dati sono basate su computer e possono essere integrate con fogli di calcolo o ospitate in un sistema di database. Poiché M.A.P.L.E. è progettato per funzionare con file delimitati da virgole in testo non crittografato, qualsiasi foglio di calcolo o software di database in grado di importare o esportare file in formato CSV può essere facilmente esteso per funzionare con M.A.P.L.E. Inoltre, il recinto del progetto che è stato progettato per questo sistema inclina la micropiastra verso l'utente durante le operazioni di pipettaggio, aumentando l'ergonomia fornendo una postura più naturale per l'utente mentre si è al banco del laboratorio. Caratteristiche operative specifiche del sistema M.A.P.L.E. includono: (i) Facilitare gli sforzi di gestione composta nella preparazione di piastre personalizzate illuminando bene la singola sorgente e la destinazione bene tra micropiastre per la guida di pipettaggio manuale; assistito attraverso uno script del computer che può essere salvato come un record elettronico dopo il completamento. (ii) M.A.P.L.E. può illuminare un numero qualsiasi di pozzi su file o colonne di microplacca; che è ideale per una rapida guida alla diluizione seriale o per il posizionamento dei controlli di replica di selezione. (iii) M.A.P.L.E. può essere utilizzato in modalità dimostrativa per facilitare le esigenze di formazione di laboratorio o per evidenziare i requisiti di formattazione relativi ai posizionamenti di campionamento e controllo o all'utilizzo di pozzi dedicati (ad esempio, gap di barriera effetto bordo). (iv) M.A.P.L.E. può retroilluminazione pozzi trasparenti/traslucidi per consentire la visualizzazione di artefatti come precipitazioni / cristallo, bolle, eterogeneità dei pozzi, pozzi vuoti; che consente inoltre all'utente finale di fotografare facilmente le immagini delle lastre per le esigenze di documentazione

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:747px;" width="746">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">96 or 384 well microplate</td>
			<td style="width:121px;"></td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td style="width:167px;">https://en.wikipedia.org/wiki/Microplate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Microplate Assistive Pipetting Light Emitter</td>
			<td style="width:121px;">Open source</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>https://github.com/pierrebaillargeon/Microplate-Assistive-Pipetting-Light-Emitter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Pipettor</td>
			<td style="width:121px;"></td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>https://www.jove.com/science-education/5033/an-introduction-to-the-micropipettor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Spectrometer</td>
			<td>Ocean Optics</td>
			<td style="width:161px;">USB-650 Red Tide</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

applications for open source microplate-compatible illumination panels

Le micropille sono comunemente utilizzate nell'ambiente di laboratorio moderno per un'ampia varietà di compiti sia nelle operazioni di laboratorio su piccola scala che nelle campagne di screening ad alta velocità (HTS) su larga scala. Anche se l'automazione di laboratorio ha notevolmente aumentato l'utilità delle microplacche, rimangono casi in cui la strumentazione basata sull'automazione non è fattibile, conveniente o compatibile con le esigenze di formattazione delle micropille. In questi casi, le microplacche devono essere preparate manualmente. La problematica per le manipolazioni manuali di micropilli è che possono sorgere una serie di difficoltà relative al monitoraggio accurato delle operazioni di campionamento, alla conservazione dei record di dati e all'ispezione del controllo qualità (QC) per gli artefatti dei pozzi o gli errori di formattazione. Con l'aumentare della densità dei pozzi di micropiastra (cioè 96-bene, 384-bene, 1536-well) aumenta anche drasticamente il potenziale per l'introduzione di errori.  Inoltre, per le piccole operazioni di laboratorio da banco esiste la necessità di migliorare la facilità e l'accuratezza della movimentazione dei campioni in modo conveniente. Qui, descriviamo un sistema che funge da guida di pipettaggio semi-automatico, indicato come Microplate Assistive Pipetting Light Emitter (M.A.P.L.E.).  M.A.P.L.E. ha molteplici usi per supportare il recupero di colpi composti e la preparazione delle microplaciper per lo sviluppo di analisi nello screening ad alta velocità o nelle operazioni di laboratorio da banco, nonché la valutazione diagnostica qC/quality assurance (QA) della micropiastra qualità o visualizzare gli errori di formattazione del pozzo.

La piattaforma M.A.P.L.E. è in grado di illuminare i pozzi in micropiastre da 96 e 384 pozzi in una varietà di modi configurabili dall'utente, consentendo un controllo semplice e indipendente del colore e dell'intensità della luce in ogni pozzo. Contribuendo a ridurre le opportunità di errore nelle operazioni di pipettaggio manuale, M.A.P.L.E. aiuta gli utenti a preparare microplacche con maggiore sicurezza che ogni bene contenga il contenuto desiderato. Il trasferimento di campioni tra le piastre e la preparazione d...

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Applications for Open Source Microplate-Compatible Illumination Panels

Microplate Assistive Pipetting Light Emitter (M.A.P.L.E.) è un dispositivo computerizzato che illumina sistematicamente i pozzi di microtiteri per fornire indicazioni per la preparazione manuale delle microplacche.  M.A.P.L.E. migliora l'accuratezza della preparazione della microplacca automatizzando la registrazione dei dati.  Inoltre, può aiutare con l'esame della qualità della microplacca o aiutare nel rilevamento di errori.

Applicazioni per pannelli di illuminazione compatibili con microplacca open source

Microplates are commonly used in the modern laboratory environment for a wide variety of tasks both in small-scale laboratory benchtop operations as well ...

I metodi tradizionali di trasferimento a mano dei reagenti sfusi in piastre a microtitoro sono lenti e soggetti a errori umani. Questa tecnologia raddoppia più che raddoppiata l'efficienza del processo e aiuta a eliminare tale errore. Questa tecnica può aiutare gli utenti a comprendere le operazioni eseguite in micropiatte, ridurre le opportunità di errori e aumentare l'efficienza dell'utente durante le operazioni di pipettatura manuale.Questa tecnica avrà un impatto positivo sui risultati in contesti precli clinici e clinici rimuovendo e riducendo gli errori che possono essere costosi e persino pericolosi per la vita se non corretti. Questo sistema open source può essere facilmente adattato per altre applicazioni, come le ispezioni delle copie di micropiatta, per eliminare le incongruenze nel posizionamento di composti o biosa test, per esigenze chimiche e biologiche. A dimostrare la procedura di trasferimento del campione sarà Lina Deluca, compound manager del laboratorio di identificazione dei lead.Per impostare un trasferimento semi-automatizzato di campioni da piastra a piastra, utilizzare un'applicazione di modifica del foglio di calcolo per generare un file CSV contenente targhe di origine e destinazione, etichettando il codice a barre sorgente delle colonne, il codice a barre di destinazione, il pozzo di origine, il pozzo di destinazione e il volume di trasferimento. Sotto le colonne, includere una riga nel file per ogni operazione di pipettaggio desiderata che indica il codice a barre alfanumerico del mircoplato sorgente, se presente, il codice a barre alfanumerico della micropiastra di destinazione, se presente, l'identificatore di riga e colonna alfanumerico da cui il pozzo deve essere pipettato nella piastra di origine, la riga alfanumerica e l'identificatore di colonna per il pozzo da pipettare dalla piastra di destinazione e il volume da trasferire dall'origine nella colonna del codice a barre di origine alla destinazione bene nel codice a barre di destinazione. Aprite il programma Light Guide per aprire l'applicazione di interfaccia utente grafica dell'emettitore di luce di pipettazione assistiva micropiastra e fate clic su Seleziona file cherrypick.Nella finestra del browser di file aprire il file CSV. L'applicazione analizzerà la prima riga del file CSV e illuminerà i pozzi corrispondenti nelle piastre di origine e di destinazione. Utilizzare i pulsanti Pozzo precedente"e Pozzo successivo" per attraversare il file CSV come desiderato.L'interfaccia utente grafica evidenzierà in grigio tutte le righe precedentemente illuminate ed evidenzierà, in marrone, le righe attualmente attive. Eseguire le operazioni di pipettazione in base alle esigenze per trasferire i campioni tra il pozzo di origine della piastra di origine, al pozzo di destinazione della piastra di destinazione. Oltre all'interfaccia utente, i codici a barre della piastra possono essere verificati tramite i display LCD collegati ai pannelli di illuminazione.Quindi fare clic su Avanti bene"per continuare fino al punto in cui viene raggiunta la fine del file CSV. Per caricare un nuovo file CSV, fare clic su Seleziona file cherrypick"in qualsiasi momento. Per uscire dal programma, fare clic sulla X rossa nell'angolo in alto a destra dell'interfaccia.Per le illuminazioni multi-pozzo, aprire l'applicazione seriale di deluzione seriale dell'emettitore di luce assistente micropiastra e specificare la modalità di titolazione desiderata, la densità della piastra e le righe o colonne di partenza. Utilizzare i pulsanti Avanti"e Precedente" per spostarsi tra le righe o le colonne in sequenza dalla riga iniziale o dalla colonna, all'ultima riga o colonna della lastra. Ogni volta che si fa clic sul pulsante Next"o Previous", il pannello luminoso illuminerà i LED corrispondenti sulla micropiatta.Continuare fino a raggiungere la fine della sequenza di titolazione prima di uscire dal programma. Per simulare visivamente un saggio, inserire una micropiatta nella guida luminosa portatile. La guida alla luce contiene una batteria e tutta l'elettronica necessaria per essere utilizzata indipendentemente da un computer per consentire l'utilizzo della guida in modalità palmare che può essere controllata con pulsanti integrati per passare da una modalità dimostrativa all'altra.Utilizzare l'interruttore di accensione sull'involucro portatile della guida luminosa per accendere il sistema e selezionare la modalità di guida luminosa portatile appropriata per l'esperimento. Nella modalità demo di screening ad alta velocità effettiva, utilizzare l'interruttore a pulsante destro nella parte superiore della guida luminosa portatile per attivare o disattivare i modelli di illuminazione del campione. I pozzali illuminati con colore rosso simulano l'erogazione del reagente di un saggio, ad esempio le cellule sospese nei supporti.I pozzali illuminati con il colore giallo simulano l'aggiunta di reagenti di rilevamento. Successivamente, una sorgente luminosa di eccitazione viene simulata con tutti i pozzi che divavolvono in blu, seguita dalla simulazione della luce emessa. La prima e l'ultima colonna di pozzi sono illuminate in verde e le colonne centrali del campo campione sono illuminate di blu per indicare la piastra che viene letta su un lettore di micropiastrine.I pozzi casuali nel campo campione avranno anche un colore verde di varia intensità per rappresentare i colpi. Per attivare o disattivare la guida alla luce tra la modalità demo di screening ad alta velocità effettiva e la modalità demo di titolazione, premere l'interruttore a pulsante sinistro. Quando la guida luminosa entra nella modalità demo di titolazione, tutti i pozzi nelle colonne tre e 13 verranno illuminati con il colore giallo.Premendo l'interruttore a pulsante più a destra si illumineranno le colonne successive in sequenza. Quando il pulsante viene premuto dopo aver raggiunto le colonne 12 e 22, i pozzali nelle colonne da quattro a 12 e da 13 a 22 verranno illuminati in un'intensità decrescente di giallo per rappresentare la titolazione. Per l'illuminazione artefatto, posizionare la micropiatta nella guida luminosa portatile e premere due volte l'interruttore a pulsante più a sinistra per passare la guida luminosa alla modalità illuminazione.Utilizzare il pulsante destro per alternare un insieme di colori predefiniti in base alle esigenze dell'applicazione. Il pannello chiaro accenderà tutti i LED in sequenza in rosso, blu, verde, arancione, bianco, viola, giallo e indaco con ogni pressione del pulsante destro. Opzionalmente, una fotocamera o uno smartphone possono essere utilizzati per fotografare la piastra illuminata per la registrazione o la documentazione dell'opera.Il trasferimento di campioni tra piastre e la preparazione di una diluizione seriale possono essere realizzati senza la preoccupazione di distrazioni o di perdere traccia di quali operazioni di pipettazione rimangono. La piattaforma MAPLE può essere utilizzata per aiutare ad illuminare la micropiatta per identificare potenziali artefatti, come precipitati, pozzi vuoti, pozzi parzialmente riempiti o bolle d'aria. Gli utenti possono quindi adottare misure per migliorare i campioni prima di fornirli ai processi di laboratorio a valle.In questo esperimento rappresentativo, l'elenco di lavoro consisteva in 49 operazioni di pipettazione da due micropiatte sorgente da 384 pozzetti contenenti un assortimento casuale di coloranti colorati che digitano Jove in una singola micropiatta di destinazione da 384 pozzetti. La disposizione dei pozzi nella piastra di destinazione conferma che l'utente ha in pipettato nei pozzi corretti. Il modello di colore dei pozzi nella piastra di destinazione può essere utilizzato per identificare errori per i quali l'utente non ha pipettato dal pozzo corretto delle piastre di origine.I risultati di questo test testa a testa mostrano un risparmio di tempo medio del 50% quando gli utenti eseguito questo test utilizzando MAPLE rispetto a un elenco di lavoro stampato offline. Inoltre, il tasso di errore delle piastre create utilizzando MAPLE era dello 0% per tutti gli utenti, mentre è stato osservato un tasso di errore del 6% per un utente alle prime armi utilizzando un elenco di lavoro per l'attività di preparazione del campione. Le formulazioni di sinergia farmacologica richiedono una preparazione della matrice 2D basata su una diluizione seriale per colonna per il primo farmaco e una diluizione seriale per fila per il secondo farmaco.Stiamo studiando l'uso di pannelli luminosi a LED per illuminare l'erogazione di microgocce. Strobing LED light, possiamo catturare immagini di campioni liquidi per il controllo e l'analisi della qualità. Questo strumento può ridurre l'esposizione di un utente a materiali e agenti pericolosi limitando il tempo di interazione e facilitando un uso appropriato dei reagenti.

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