Name: applications for open source microplate-compatible illumination panels
Uploaded: 2019-10-03T14:30:00
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Os autores gostariam de reconhecer Lina DeLuca, Fakhar Singhera, Hannah Williams, Lynn Deng, Osinachi Nwosu e Sarah WACHTMAN por sua assistência no teste da plataforma M.A.P.L.E..

1. preparação semiautomatizada da transferência da amostra da "placa à placa"
<ol><li>Gere um arquivo CSV como mostrado na Figura 1 contendo placas de origem e de destino usando um aplicativo de edição de planilha. O arquivo CSV que é gerado deve ter as seguintes colunas de cabeçalho na ordem listada: Source_barcode; Destination_barcode; Source_well; Dest_well; Transfer_volume.</li>
	<li>as colunas de cabeçalho, certifique-se de incluir uma linha no arquivo CSV para cada operaçã...

<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>

Ao liberar M.A.P.L.E. como uma plataforma de código aberto, introduzimos uma ferramenta de laboratório que fornece utilidade, mas também pode ser facilmente estendida para atender às necessidades em evolução do usuário final. A preparação da amostra da microplaca de benchtop é uma tarefa comum que seja executada em uma grande variedade de ambientes do laboratório e esta tarefa pode comprovadamente ser melhorada com uma tecnologia tal como M.A.P.L.E.
A plataforma M.A.P.L.E. foi proje...

Como recentemente publicado1, o laboratório de identificação de chumbo na Scripps Research2 desenvolveu e lançou um painel de iluminação de código aberto para preparação de microplacas referido como o emissor de luz de pipetagem de microplate Assistive (M.A. P.L.E.). A preparação manual de microplacas, se são feitas para a gerência composta ou as necessidades do bio-ensaio, podem ser propensas aos erros humanos que aumentam dràstica assim que a densidade do microplate aumenta. Além disso, a gravação adequada e o registro de dados de conteúdo/formato de microplacas também são propensos a erros de entrada manual. Em instalações de automação de alta taxa de transferência (HTS), esses problemas são atenuados por meio do uso de estações de trabalho robóticas controladas por computador que são integradas com a manutenção de registros automatizada de banco de dados; minimizando manipulações manuais e reduzindo o potencial de erros de formatação e gravação de dados. No entanto, permanecem muitos casos em que a instrumentação baseada em automação simplesmente não é viável ou compatível com as necessidades de formatação de microplacas, exigindo intervenção manual. Além disso, há também a necessidade de apoiar as operações de laboratório de pequena escala que necessitam de dispositivos semiautomatizados compactos e rentáveis para melhorar a sua produção, precisão e automatizar a gravação de dados de preparação de microplacas.
Quando outros sistemas da iluminação do microplate existirem, são soluções comerciais proprietárias3,4,5,6,7 limitadas para selecionar formatos do microplate e seu proprietário natureza de código-fonte fechado impede modificações orientadas pelo usuário que permitiria a adaptação desses dispositivos para operações especializadas.  M.A.P.L.E. foi projetado para ser um dispositivo de fonte aberta barato, com código fonte e todos os arquivos de design disponíveis gratuitamente on-line8. Os usuários com conhecimento de técnicas de solda de montagem de superfície podem montar seus próprios dispositivos M.A.P.L.E. com os arquivos de código e design disponíveis no GitHub, ou podem modificar os designs de placas de circuito impresso (PCBs) fornecidos, gabinete de impressão 3D auxiliado por computador modelos de design (CAD) e código para atender às suas necessidades específicas. Uma lista completa de peças necessárias para fabricar o guia de luz PCBs pode ser encontrada em tabelas complementares 1 e 2 e mais detalhes sobre o projeto e implementação dos painéis de luz pode ser encontrado em recentemente publicado documentação1. Os usuários que desejam comprar PCBs guia de luz pré-montados com base nos arquivos de código aberto podem encontrá-los listados on-line9.
M.A.P.L.E. fornece o usuário com um painel facilmente verificável da iluminação que tenha uma pegada microplate-baseada e um afastamento LED-à-conduzido combinaram às especificações da sociedade para a seleção biomolecular (SBS) para microplates10. M.A.P.L.E. foi desenvolvido para apoiar 96-e 384-bem densidade microplates e permitir que os usuários para iluminar poços em qualquer configuração desejada, cor e intensidade. Estes painéis leves podem ser usados para iluminar microplates para operações de pipetagem11, para simularoperações de formatação de laboratório ou instrumentos como umleitor demicroplacas12,13para educação e demonstração Fins. A natureza de código aberto do projeto permite que os usuários modifiquem facilmente os painéis, o firmware ou o software da interface gráfica do usuário (GUI) para suportar toda a funcionalidade desejada nova. A orientação e a manutenção de registros de dados são controladas por computador e podem ser integradas com planilhas ou portadas para um sistema de banco de dados. Porque M.A.P.L.E. é projetado para trabalhar com arquivos separados por vírgulas de texto sem formatação, qualquer planilha ou software de banco de dados que é capaz de importar ou exportar arquivos formatados CSV pode ser facilmente estendido para trabalhar com M.A.P.L.E. Além disso, o gabinete do projeto que foi projetado para este sistema inclina a microplaca para o usuário durante as operações de pipetagem, aumentando a ergonomia, proporcionando uma postura mais natural para o usuário, enquanto no banco de laboratório. As características operacionais específicas do sistema M.A.P.L.E. incluem: (i) facilitar os esforços de manejo composto na preparação de chapas personalizadas, iluminando bem a fonte única e destino bem através de microplacas para orientação manual de pipetagem; assistida através de um script de computador que pode ser salvo como um registro eletrônico após a conclusão. (II) M.A.P.L.E. pode iluminar todo o número de poços através das fileiras ou das colunas do microplate; que é serido idealmente para a orientação ou a colocação rápida da diluição de série de controles seleto da repetição. (III) M.A.P.L.E. pode ser usado em um modo de demonstração para facilitar as necessidades de treinamento de laboratório ou destacar requisitos de formatação em relação aos posicionamentos de amostra e controle ou uso de poço dedicado (por exemplo, Gap-efeito barreira lacuna). (IV) M.A.P.L.E. pode backlight transparente/translúcido poços para permitir a visualização de artefatos como a precipitação/cristalização, bolhas, bem heterogeneidade, poços vazios; que também permite que o usuário final fotografe facilmente imagens de placas para necessidades de documentação

<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

As microplacas são comumente usadas no ambiente de laboratório moderno para uma ampla variedade de tarefas, tanto em operações de bancada de laboratório em pequena escala como em campanhas de triagem de alta produtividade (HTS) de grande escala. Embora a automação laboratorial tenha aumentado consideravelmente a utilidade das microplacas, permanecem instâncias em que a instrumentação baseada em automação não é viável, rentável ou compatível com as necessidades de formatação de microplaca. Nestes casos, as microplacas devem ser preparadas manualmente. Problemático às manipulações manuais do microplate é que um número de dificuldades pode surgir a respeito do seguimento exato das operações da amostra, da manutenção do registro dos dados e da inspeção do controle de qualidade (QC) para artefatos do poço ou erros de formatação. Como as densidades do microplate aumentam (isto é, 96-well, 384-bem, 1536-well) o potencial para introduzir erros igualmente aumenta dràstica.  Além disso, para as operações de laboratório de bancada de pequeno porte existe a necessidade de melhorar a facilidade e precisão de manipulação de amostras de forma rentável. Nisto, nós descrevemos um sistema que actue como um guia de pipetagem semiautomatizado referido como o emissor de luz de pipetagem de microplate Assistive (M.A.P.L.E.).  M.A.P.L.E. tem usos múltiplos para o apoio composto da batida-colheita e a preparação do microplate para o desenvolvimento do ensaio na seleção da elevado-produção ou nas operações do de bancada do laboratório, assim como a avaliação diagnóstica do QC/garantia de qualidade (QA) do microplate qualidade ou visualizando erros de formatação bem.

A plataforma M.A.P.L.E. é capaz de iluminar poços em microplacas 96-e 384-well em uma variedade de maneiras configuráveis do usuário, permitindo o controle direto e independente da cor e da intensidade de luz em cada poço. Ao ajudar a reduzir as oportunidades de erro nas operações de pipetagem manual, o M.A.P.L.E. ajuda os usuários a preparar microplacas com maior confiança de que cada poço contém o conteúdo desejado. A transferência de amostras entre as placas e a preparação de placas seriadas de diluiç?...

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Applications for Open Source Microplate-Compatible Illumination Panels

O emissor de luz de pipetagem de microplacas (M.A.P.L.E.) é um dispositivo orientado por computador que ilumina sistematicamente os poços de microtitula para fornecer orientação para a preparação manual de microchapas.  M.A.P.L.E. melhora a exatidão da preparação do microplate ao automatizar o Recordkeeping dos dados.  Além disso, ele pode ajudar com a análise de qualidade microplate ou ajuda na detecção de erros.

Aplicações para painéis de iluminação compatíveis com microplate de código aberto

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

Os métodos tradicionais de transferência manual de reagentes a granel em placas de microtítiter são lentos e propensos a erros humanos. Essa tecnologia mais do que dobra a eficiência do processo e ajuda a eliminar esse erro. Essa técnica pode ajudar os usuários a entender operações realizadas em microplacões, reduzir oportunidades de erros e aumentar a eficiência do usuário durante operações manuais de tubulação.Essa técnica impactará positivamente os resultados em ambientes pré-clínicos e clínicos, removendo e reduzindo erros que podem ser caros e até mesmo fatais se não forem corrigidos. Este sistema de código aberto pode ser facilmente adaptado para outras aplicações, como inspeções de cópia de microplacas, para eliminar inconsistências na colocação de compostos ou bioensadores, para necessidades químicas e biológicas. Demonstrando o procedimento de transferência de amostras estará Lina Deluca, gerente composta do laboratório de identificação de chumbo.Para configurar uma transferência semi-automatizada de amostras de placa a placa, use um aplicativo de edição de planilha para gerar um arquivo CSV contendo placas de origem e destino, rotulando o código de barras de origem das colunas, código de barras de destino, poço de origem, bem de destino e volume de transferência. Sob as colunas, inclua uma linha no arquivo para cada operação de pipetação desejada indicando o código de barras alfa-numérico da mircopla de origem, se houver um, o código de barras alfa-numérico da microplaca de destino, se houver um, a linha alfa-numérica e o identificador da coluna para o poço a ser pipetado da placa de origem, a linha alfa-numérica e o identificador da coluna para o poço a ser tubos da placa de origem, a linha alfa-numérica e o identificador da coluna para o poço a ser tubos da placa de origem, a linha alfa-numérica e o identificador da coluna para o poço a ser pipetado da placa de origem, a linha alfa-numérica e o identificador da coluna para o poço a ser pipetado na placa de origem, a linha alfa-numérica e o identificador da coluna para o poço a ser pipetado da placa de origem, a linha alfa-numérica e o identificador da coluna para o poço a ser pipetado da placa de origem, a linha alfa-numérica e o identificador da coluna para o poço a ser pipetado da placa de origem, a linha alfa-numérica e o identificador da coluna para o poço a ser pipetado da placa de origem, a linha alfa-numérica e o identificador da coluna para o poço a ser pipetado da placa de origem, a linha alfa-num , e o volume a ser transferido do poço de origem na coluna de código de barras de origem, para o destino bem no código de barras de destino. Abra o Programa guia de luz para abrir o aplicativo de interface de usuário gráfico de tubulação de luz de tubulação de microplaca e clique em Selecionar arquivo cherrypick.Na janela do navegador de arquivos, abra o arquivo CSV. O aplicativo analisará a primeira linha do arquivo CSV e iluminará os poços correspondentes nas placas de origem e destino. Use os botões "e o poço Anterior" e o próximo para atravessar o arquivo CSV conforme desejado.A interface gráfica do usuário destacará em cinza todas as linhas que tenham sido previamente iluminadas e destaque, em marrom, as linhas atualmente ativas. Realize as operações de tubulação conforme necessário para transferir amostras entre o poço de origem da placa de origem, para o bem de destino da placa de destino. Além da interface do usuário, os códigos de barras da placa podem ser verificados através dos displays LCD ligados aos painéis de iluminação.Em seguida, clique em "Next well" para continuar até que o final do arquivo CSV seja alcançado. Para carregar um novo arquivo CSV, clique em Selecionar arquivo cherrypick"a qualquer momento. Para sair do programa, clique no X vermelho no canto superior direito da interface.Para iluminação multi-bem, abra o aplicativo de diluição serial do emissor de luz de tubulação de tubulação de microplacar e especifique o modo de titulação desejado, a densidade da placa e as linhas ou colunas de partida. Use os botões Next"and Previous' para navegar pelas linhas ou colunas em sequência desde a linha inicial inicial ou coluna, até a última linha ou coluna na placa. Cada vez que o botão Next"ou Previous"é clicado, o painel de luz iluminará os LEDs correspondentes sobre a microplaca.Continue até o final da sequência de titulação antes de sair do programa. Para simular visualmente um ensaio, coloque uma microplacão no guia de luz portátil. O guia de luz contém uma bateria e todos os eletrônicos necessários para serem usados independentemente de um computador para permitir que o guia seja usado em um modo portátil que pode ser controlado com botões embutidos para alternar entre os modos de demonstração.Use o interruptor de interruptor de energia no compartimento de guia de luz portátil para ligar o sistema e selecione o modo de guia de luz portátil apropriado para o experimento. No modo de demonstração de triagem de alto rendimento, use o interruptor de botão direito na parte superior do guia de luz portátil para alternar os padrões de iluminação da amostra. Os poços iluminados com cor vermelha simulam a dispensa do reagente de um ensaio, por exemplo, células suspensas na mídia.Os poços iluminados com a cor amarela simulam a adição de reagente de detecção. Em seguida, uma fonte de luz de excitação é simulada com todos os poços ficando azuis, seguidos pela simulação de luz emitida. A primeira e última coluna de poços são iluminadas em verde, e as colunas de campo de amostra média são iluminadas em azul para indicar a placa sendo lida em um leitor de microplatos.Poços aleatórios no campo de amostra também terão cor verde de intensidade variada para representar hits. Para alternar o guia de luz entre o modo de demonstração de exibição de alto throughput e o modo de demonstração de titulação, pressione o interruptor de botão esquerdo. Quando o guia de luz entrar no modo de demonstração de titulação, todos os poços das colunas três e 13 serão iluminados com a cor amarela.Pressionar o interruptor de botão mais à direita iluminará as colunas subsequentes em sequência. Quando o botão é pressionado após as colunas 12 e 22 serem atingidas, os poços nas colunas quatro a 12 e 13 a 22 serão iluminados em uma intensidade decrescente de amarelo para representar a titulação. Para a iluminação do artefato, coloque a microplacão no guia de luz portátil e pressione o interruptor de botão mais à esquerda duas vezes para mudar o guia de luz para o modo de iluminação.Use o botão direito para alternar entre um conjunto de cores predefinidas conforme necessário para o aplicativo. O painel de luz ligará todos os LEDs em vermelho, azul, verde, laranja, branco, violeta, amarelo e índigo em sequência com cada apertar do botão direito. Opcionalmente, uma câmera ou telefone inteligente pode ser usado para fotografar a placa iluminada para registro ou documentação do trabalho.A transferência de amostras entre as placas e a preparação de uma diluição serial pode ser realizada sem a preocupação de distração ou perda de noção de quais operações de tubulação permanecem. A plataforma MAPLE pode ser usada para ajudar a iluminar a microplaca para identificar artefatos potenciais, como precipitar, poços vazios, poços parcialmente cheios ou bolhas de ar. Os usuários podem, então, tomar medidas para amenizar amostras antes de fornecer-as a processos laboratoriais a jusante.Neste experimento representativo, a lista de trabalho consistia em 49 operações de pipetação de duas micropla placas de 384 poços contendo uma variedade aleatória de corantes coloridos que soletram Jove em uma única microplata de destino de 384 poços. O layout dos poços na placa de destino confirma que o usuário invadiu os poços corretos. O padrão de cor dos poços na placa de destino pode ser usado para identificar erros para os quais o usuário não pipet do poço correto das placas de origem.Os resultados deste teste cabeça-a-cabeça mostram uma economia média de tempo de 50% quando os usuários realizaram este teste usando MAPLE versus uma lista de trabalho impressa offline. Além disso, a taxa de erro das placas criadas usando MAPLE foi de 0% para todos os usuários, enquanto uma taxa de erro de 6% foi observada para um usuário iniciante usando uma lista de trabalho para a tarefa de preparação da amostra. Formulações de sinergia de drogas requerem uma preparação matricial 2D baseada em uma diluição serial por coluna para a primeira droga e uma diluição serial por linha para a segunda droga.Estamos investigando o uso de painéis de luz LED para iluminar a distribuição de microdroplet. Ao acariciar a luz LED, podemos capturar imagens de amostras líquidas para controle e análise de qualidade. Este instrumento pode reduzir a exposição do usuário a materiais e agentes perigosos limitando seu tempo de interação e facilitando o uso adequado do reagente.

Research

JoVE Journal

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Wideband Optical Detector of Ultrasound for Medical Imaging Applications

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Optical sensors of ultrasound are a promising alternative to piezoelectric techniques, as has been recently demonstrated in the field of optoacoustic ...

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Projetando proteína de seda-seda liga Materiais para aplicações biomédicas

Fibrous proteins display different sequences and structures that have been used for various applications in biomedical fields such as biosensors, ...

Solid Lipid Nanoparticles (SLNs) for Intracellular Targeting Applications

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Nanopartículas Lipídicas Sólidas (NLS) para intracelular Segmentação Aplicações

Nanoparticle-based delivery vehicles have shown great promise for intracellular targeting applications, providing a mechanism to specifically alter ...

Fabricating Superhydrophobic Polymeric Materials for Biomedical Applications

Fabricação de super-hidrofóbicas Materiais Poliméricos para aplicações biomédicas

Superhydrophobic materials, with surfaces possessing permanent or metastable non-wetted states, are of interest for a number of biomedical and industrial ...

Extraction of Plant-based Capsules for Microencapsulation Applications

Cápsulas à base de plantas de extração de para aplicações de microencapsulação

Microcapsules derived from plant-based spores or pollen provide a robust platform for a diverse range of microencapsulation applications. Sporopollenin ...

Two Methods for Decellularization of Plant Tissues for Tissue Engineering Applications

Dois métodos para Decellularization de tecidos vegetais para aplicações de engenharia de tecidos

The autologous, synthetic, and animal-derived grafts currently used as scaffolds for tissue replacement have limitations due to low availability, poor ...

Antimicrobial Characterization of Advanced Materials for Bioengineering Applications

Antimicrobiana caracterização de materiais avançados para aplicações de bioengenharia

The development of new advanced materials with enhanced properties is becoming more and more important in a wide range of bioengineering applications. ...

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Design de uma impressora 3D de origem aberta, bioink de baixo custo e derretimento de alimentos

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Quantificação simultânea de kynureninas selecionadas analisadas por espectrometria de cromatografia líquida-massa em média coletada de culturas celulares cancerosas

The kynurenine pathway and the tryptophan catabolites called kynurenines have received increased attention for their involvement in immune regulation and ...

An Open Source Technology Platform to Manufacture Hydrogel-Based 3D Culture Models in an Automated and Standardized Fashion

Uma plataforma de tecnologia de código aberto para fabricar modelos de cultura 3D à base de hidrogel de forma automatizada e padronizada

Current mixing steps of viscous materials rely on repetitive and time-consuming tasks which are performed mainly manually in a low throughput mode. These ...