Name: applications for open source microplate-compatible illumination panels
Uploaded: 2019-10-03T14:30:00
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著者らは、リナ・デルーカ、ファハル・シンゲラ、ハンナ・ウィリアムズ、リン・デン、オシナチ・ヌウォス、サラ・ワッチマンがM.A.P.L.E.プラットフォームのテストを支援したことを認めたい。

1.半自動化された「プレートからプレート」サンプル転送製剤
<ol><li>スプレッドシート編集アプリケーションを使用して、ソースプレートと宛先プレートを含む図 1に示すように、CSV ファイルを生成します。生成される CSV ファイルには、次のヘッダー列がリストされている順序である Source_barcode が必要です。宛先_バーコード;ソース_ウェル;Dest_well;転送_ボリューム。...

<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>

M.A.P.L.E.をオープンソースプラットフォームとしてリリースすることで、ユーティリティを提供するラボツールを導入しましたが、エンドユーザーの進化するニーズに合わせて簡単に拡張できます。ベンチトップマイクロプレートサンプル調製は、多種多様な実験室環境で行われる一般的なタスクであり、このタスクはM.A.P.L.Eなどの技術によって実証的に改善することができます。
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最近発表された1、スクリプスリサーチ2の鉛同定研究所は、マイクロプレート調製用のオープンソース照明パネルを開発し、マイクロプレート支援ピペッティングライトエミッタ(M.A.)と呼ばれるオープンソースの照明パネルを開発し、リリースしました。P.L.E.)。マイクロプレートの手動調製は、それらが化合物管理またはバイオアッセイのニーズのために作られるかどうかにかかわらず、マイクロプレートの密度が増加するだけでなく、劇的に増加するヒューマンエラーを起こしやすい。さらに、マイクロプレートのコンテンツ/フォーマットの適切な記録管理とデータロギングも、手動入力エラーを起こしやすくなります。ハイ スループット スクリーニング (HTS) オートメーション機能では、これらの問題は、自動化されたデータベース記録管理と統合されたコンピュータ駆動のロボット ワークステーションを使用して軽減されます。手動操作を最小限に抑え、書式設定やデータ記録エラーの可能性を減らします。しかし、オートメーションベースのインストルメンテーションが単に実現可能でないか、マイクロプレートのフォーマットのニーズと互換性がない場合が多く、手動による介入が必要です。さらに、マイクロプレート調製のスループット、精度、データ記録管理の自動化を向上させるために、小型でコスト効率の高い半自動デバイスを必要とする小規模な実験室での運用をサポートする必要もあります。
他のマイクロプレート照明システムが存在する一方で、それらはマイクロプレートフォーマットとその独自のフォーマットを選択するために限定された独自の商用ソリューション3、4、5、6、7ですクローズドソースの性質は、特殊な操作のためにこれらのデバイスを適応することを可能にするユーザー主導の変更を防ぎます。 M.A.P.L.E.は安価なオープンソースデバイスとして設計されており、ソースコードとすべてのデザインファイルを無料でオンライン8で利用できます。表面マウントはんだ付け技術の知識を持つユーザーは、GitHubで利用可能なコードと設計ファイルを使用して独自のM.A.P.L.E.デバイスを組み立てることができるか、提供されたプリント回路基板(PCB)設計、3Dプリントエンクロージャコンピュータ支援を変更することができます。特定のニーズを満たすために、モデルとコードを設計します。ライトガイドPCBを製造するために必要な部品の完全なリストは補足表1および2で見つけることができ、ライトパネルの設計および実装に関する詳細は最近公開されたドキュメント1.オープンソースファイルに基づいて組み立て済みのライトガイドPCBを購入したいユーザーは、オンライン9に記載されているそれらを見つけることができます。
M.A.P.L.E.はマイクロプレートベースのフットプリントとマイクロプレート10の生体分子スクリーニング協会(SBS)仕様に一致するLEDからLEDへの間隔を持つ容易に制御可能な照明パネルをユーザーに提供します。M.A.P.L.E.は96および384ウェル密度のマイクロプレートを支え、ユーザーが望ましい構成、色および強度の井戸を照らすことを可能にするために開発された。これらの光パネルは、ピペッティング操作11のためのマイクロプレートを照射するために使用することができ、教育およびデモンストレーションのためのマイクロプレートリーダー12、13などの実験室のフォーマット操作または器械をシミュレートする目的。プロジェクトのオープンソースの性質により、ユーザーはパネル、ファームウェア、グラフィカルユーザーインターフェイス(GUI)ソフトウェアを簡単に変更して、新しい必要な機能をサポートすることができます。ガイダンスとデータ記録管理はコンピュータ駆動型であり、スプレッドシートと統合したり、データベース システムに移植したりできます。M.A.P.L.E.はプレーンテキストのコミカ区切りファイルで動作するように設計されているため、CSV形式のファイルをインポートまたはエクスポートできるスプレッドシートまたはデータベースソフトウェアは、M.A.P.L.E.で動作するように簡単に拡張できます。さらに、このシステムのために設計されていたプロジェクトエンクロージャはピペッティング操作の間にユーザーに向かってマイクロプレートを傾け、実験室のベンチの間にユーザーのためのより自然な姿勢を提供することによって人間工学を高める。M.A.P.L.E.システムの特定の運用機能には、(i)手動ピペッティングガイダンス用のマイクロプレート全体で単一のソースウェルと宛先を照らすことによって、カスタマイズされたプレートを準備する複合管理の取り組みを促進することが含まれます。電子記録の完了として保存することができるコンピュータスクリプトを介して支援されます。(ii) M.A.P.L.E. は、マイクロプレートの行または列を横切って任意の数のウェルを照らすことができます。これは、迅速なシリアル希釈ガイダンスまたはセレクトレプリケートコントロールの配置に最適です。(iii) M.A.P.L.E.は、実験室のトレーニングニーズを容易にしたり、サンプルおよび制御の配置や専用の適切な使用(例えば、エッジ効果バリアギャップ)に関する書式設定要件を強調するために、デモンストレーションモードで使用することができます。(iv) M.A.P.L.E.は、沈殿/結晶化、気泡、よく異種、空の井戸などのアーティファクトの視覚化を可能にするために、透明/半透明のウェルをバックライトすることができます。また、エンドユーザーがドキュメントのニーズに合わせてプレート画像を簡単に撮影できる

<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

マイクロプレートは、小規模な実験室のベンチトップ操作と大規模なハイスループットスクリーニング(HTS)キャンペーンの両方で幅広いタスクのために、現代の実験室環境で一般的に使用されています。実験室の自動化はマイクロプレートの有用性を大幅に高めましたが、オートメーションベースの計測器が実現不可能で、費用対効果が高く、マイクロプレートフォーマットのニーズと互換性がないインスタンスが残っています。このような場合、マイクロプレートは手動で準備する必要があります。手動マイクロプレート操作の問題点は、サンプル操作の正確な追跡、データ記録の保持、品質管理(QC)検査に関連して、井戸のアーティファクトや書式設定エラーに関して多くの問題が発生する可能性があることです。マイクロプレートの密度が高くなるにつれて(すなわち、96ウェル、384ウェル、1536ウェル)、エラーを導入する可能性も大幅に増加します。 さらに、小さいベンチトップの実験室操作のために費用効果が大きい方法のサンプル処理の容易さそして正確さを改善する必要性がある。本明細損では、マイクロプレート支援ピペッティングライトエミッタ(M.A.P.L.E.)と呼ばれる半自動ピペッティングガイドとして機能するシステムについて説明する。 M.A.P.L.E.は、ハイスループットスクリーニングまたは実験室ベンチトップ操作におけるアッセイ開発のための化合物ヒットピッキングおよびマイクロプレート調製、ならびにマイクロプレートのQC/品質保証(QA)診断評価をサポートするための複数の用途を有しています。品質または適切な書式設定エラーを視覚化します。

M.A.P.L.E.プラットフォームは、96および384ウェルのマイクロプレートでウェルをさまざまなユーザー設定可能な方法で照らすことができ、各ウェルの色と光の強度を簡単かつ独立して制御できます。M.A.P.L.E.は、手動ピペッティング操作のエラーの機会を減らすことで、ユーザーが各井戸に必要な内容を含むという確信を高めてマイクロプレートを準備するのに役立ちます。プレート間のサンプ...

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Applications for Open Source Microplate-Compatible Illumination Panels

マイクロプレート支援ピペッティングライトエミッタ(M.A.P.L.E.)は、マイクロプレートの手動調製のためのガイダンスを提供するために、マイクロチターウェルを系統的に照射するコンピュータ駆動デバイスです。 M.A.P.L.E.は、データ記録管理を自動化しながら、マイクロプレート調製の精度を向上させます。 さらに、マイクロプレートの品質を調べるのを助けたり、エラーの検出を助けたりすることができます。

オープンソースマイクロプレート互換照明パネルのアプリケーション

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

従来のバルク試薬をマイクロタイタープレートに手で移す方法は、遅く、人為的ミスを起こしやすい。この技術は、プロセスの効率を2倍以上にし、そのエラーを排除するのに役立ちます。この手法により、マイクロプレートで実行される操作を理解し、エラーの機会を減らし、手動ピペット操作中のユーザー効率を向上させることができます。この技術は、修正されない場合でも、コストがかかり、生命を脅かす可能性のある間違いを取り除き、減らすことによって、前臨床および臨床現場での結果にプラスの影響を与えます。このオープンソースシステムは、マイクロプレートコピー検査などの他のアプリケーションに容易に適応し、化学および生物学的ニーズに対する化合物またはバイオアッセイ配置の不整合を排除することができます。サンプル転送手順のデモンストレーションは、リード識別ラボのコンパウンドマネージャーであるリナ・デルーカです。半自動プレートからプレートへのサンプル転送を設定するには、スプレッドシート編集アプリケーションを使用して、ソースバーコード、コピー先バーコード、ソースウェル、転送先ウェル、転送量の列にラベルを付け、ソースプレートとデスティネーションプレートを含むCSVファイルを生成します。列の下に、ソースミルコプレートの英数字バーコードを示す各目的のピペット操作のファイルに1行を含め、存在する場合は、宛先マイクロプレートの英数字バーコードが存在する場合、ソースプレート内からパイプされる井戸の英数字行と列識別子、宛先プレートからパイプされる、およびソースバーコード列のソースウェルから宛先バーコード内の宛先ウェルに転送されるボリューム。ライトガイドプログラムを開き、マイクロプレート補助ピテッティングライトエミッタプレートからプレートへのグラフィックユーザーインターフェイスアプリケーションを開き、[チェリーピックファイルを選択]をクリックします。ファイルブラウザウィンドウで、CSVファイルを開きます。アプリケーションは、CSVファイルの最初の行を解析し、ソースと宛先プレートの対応する井戸を照らします。必要に応じて、前のウェルと次のウェル」ボタンを使用して、CSVファイルを走査します。グラフィックユーザーインターフェースは、以前に照らされた行を灰色でハイライト表示し、現在アクティブな行を茶色でハイライト表示します。必要に応じてピペット処理を実行して、ソースプレートのソースウェル間で、宛先プレートの宛先ウェルにサンプルを転送します。ユーザーインターフェイスに加えて、照明パネルに取り付けられたLCDディスプレイを介してプレートバーコードを確認することができます。次に、[次へ] をクリックして、CSV ファイルの末尾に到達するまで続行します。新しい CSV ファイルを読み込むには、いつでも [チェリーピック ファイルを選択] をクリックします。プログラムを終了するには、インタフェースの右上隅にある赤いX"をクリックします。マルチウェル イルミネーションの場合、マイクロプレート補助ピペット光エミッタシリアルデリューションアプリケーションを開き、目的の滴定モード、プレート密度、開始行または列を指定します。[次へ] ボタンと [前へ] ボタンを使用して、最初の開始行または列からプレートの最後の行または列まで、順番に行または列を移動します。「次へ」または「前」ボタンをクリックするたびに、ライトパネルはマイクロプレート上の対応するLEDを照らします。プログラムを終了する前に、滴定シーケンスの終わりに達するまで続けます。アッセイを視覚的にシミュレートするには、マイクロプレートをポータブルライトガイドに配置します。ライトガイドには、バッテリとコンピュータとは独立して使用するために必要なすべての電子機器が含まれており、ガイドをハンドヘルドモードで使用できるようにしています。ポータブルライトガイドエンクロージャの電源切り替えスイッチを使用してシステムの電源を入れ、実験に適したポータブルライトガイドモードを選択します。ハイスループットのスクリーニングデモモードでは、ポータブルライトガイドの上部にある右のプッシュボタンスイッチを使用して、サンプル照明パターンを切り替えます。赤色で照らされたウェルは、アッセイの試薬塗布をシミュレートします。黄色で照らされた井戸は検出試薬の付加を模倣する。次に、励起光源が、すべてのウェルが青色に変わり、続いて放出された光のシミュレーションでシミュレートされます。ウェルの最初と最後の列は緑色で照らされ、中央のサンプルフィールド列はマイクロプレートリーダーで読み取られているプレートを示すために青色で照らされます。サンプルフィールドのランダムウェルは、ヒットを表すために様々な強度の緑色を持っています。ライトガイドをハイスループットスクリーニングデモモードと滴定デモモードの間で切り替えるには、左のプッシュボタンスイッチを押します。ライトガイドが滴定デモモードに入ると、3列目と13桁目のすべてのウェルが黄色で照らされます。右端の押しボタンスイッチを押すと、後続の列が順番に点灯します。列 12 と 22 列が到達した後に押しボタンを押すと、4 列から 12 列目、13 列目から 22 桁目のウェルが黄色の減少強度で照らされて滴定を表します。アーティファクト照明の場合、マイクロプレートをポータブルライトガイドに配置し、左端のプッシュボタンスイッチを2回押してライトガイドを照明モードに切り替えます。右のプッシュ ボタンを使用して、アプリケーションの必要に応じて定義済みの色のセットを切り替えます。ライトパネルは、赤、青、緑、オレンジ、白、紫、黄色、および右ボタンの各プッシュで順番にインディゴのすべてのLEDをオンにします。オプションで、カメラやスマートフォンを使用して、照明付きプレートを撮影して、記録や文書を作成することができます。プレート間のサンプルの移動と連続希釈の準備は、気晴らしやピペット操作が残っているのトラックを失うことを気にすることなく達成することができます。MAPLE プラットフォームを使用すると、マイクロプレートを照明して、沈殿物、空の井戸、部分的に充填された井戸、気泡などの潜在的なアーティファクトを特定できます。ユーザーは、下流の実験室プロセスにそれらを提供する前に、サンプルを改善するための措置を取ることができます。この代表的な実験では、作業リストは、単一の384ウェル先のマイクロプレートでJoveを綴る色付き染料のランダムな品揃えを含む2つの384ウェルソースマイクロプレートから49のピペット操作で構成されていました。目的地プレートの井戸のレイアウトは、ユーザーが正しい井戸にパイプされたことを確認します。宛先プレートのウェルのカラーパターンを使用して、ユーザーがソースプレートの正しいウェルからパイプを行わなかったエラーを特定できます。このテストの結果は、ユーザーが MAPLE とオフライン印刷作業リストを使用してこのテストを実行したときの平均時間節約 50% を示しています。さらに、MAPLE を使用して作成されたプレートのエラー率は、すべてのユーザーに対して 0% でしたが、サンプル準備タスクの作業リストを使用する初心者ユーザー 1 人に対しては 6% のエラー率が観察されました。薬物相乗効果製剤は、第1の薬剤のカラムによる連続希釈に基づく2Dマトリックス調製物、第2の薬剤の行による連続希釈を必要とする。マイクロドロップレット塗布を照らすLEDライトパネルの使用を調査しています。LEDライトをストロボすることで、品質管理と分析のために液体サンプルの画像をキャプチャすることができます。この装置は、ユーザーの相互作用時間を短縮し、適切な試薬の使用を促進することにより、危険物やエージェントへのユーザーの露出を減らすことができます。

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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