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DAMPLab 使用 Opentrons 创建原型 COVID-19 诊断设施

波士顿大学 DAMPLab 的首席实验室专家 Rita Chen 使用 Opentrons 在三个月内创建了一个原型 COVID-19 诊断工作流程。 就是这样。

在 COVID-19 大流行之初,波士顿大学的设计、自动化、制造和原型 (DAMP) 实验室的任务是在三个月内创建一个诊断工作流程。 DAMPLab 的首席实验室专家 Rita Chen 在三个月内使用 Opentron 创建了一个原型 COVID-19 诊断堆栈。

在与 GenomeWeb 和 Opentrons 的联合网络研讨会上,她解释了如何做到这一点。 这是视频和文字记录:

"注:本文字记录来自 GenomeWeb eCase 研究,其中 DAMP 实验室的 Rita Chen 讨论了她使用 Opentrons OT-2 液体处理器构建 COVID-19 诊断工作流程的经验。 为了清晰和长度,文字记录经过了轻微编辑。"

陈丽塔. 图片来源:丽塔·陈

陈丽塔的技术将实验技术的专业知识与机器人自动化的实验室协议结合起来。她的工作有助于理解将网络实验室协议转换为高吞吐量、可重复的操作。

陈丽塔 当波士顿大学于2020年春季中旬因19大流行病而关闭时,精确诊断中心的首席研究员凯瑟琳·克拉帕里奇教授联系了设计、自动化、制造和原型设计实验室,想知道波士顿大学如何在三个月的时间内建立起一个19-19的诊断设施。

其主要目的是为波士顿大学社区建立一个由19人共同负责的诊断设施,以便学生、教师和工作人员能够在2020年秋季学年恢复正常活动。高吞吐量诊断设施的目标是每天对波士顿大学社区的6000名成员进行测试,测试周转时间为24小时。

以每天6,000次测试为目标,在24小时的周转时间内,自动化是解决这一挑战的关键组成部分,但我们没有支持这一挑战的机器人基础设施。为了证明自动化对这个项目的重要性,进行了比较计算。研究人员发现,如果有人手动执行该协议的话,每个96井板都需要一个人6小时才能完成RNA提取协议,并具有潜在的处理错误,而这并不是最好的选择。

我们最明显的第一步是使用液体处理程序来实现这个协议的自动化,这是因为我们有丰富的经验来使用开放的OT-2液体处理机器人来实现实验室协议的自动化。我开始了我们的项目,为不同的自动化解决方案原型,以了解如何使食品和药物管理局批准的可复制的和健壮的协议。

为了解决这个难题,我们决定用开放式OT-2型液体处理机器人来原型整个自动化工作流程,因为它的可用性和我们在类似挑战中使用它的经验。我们的第一个任务是在原型阶段为这个特定的协议开发一个OT-2脚本,它可以用来收集初步数据,以显示液体处理机器人的效率。

我们开始测试协议,首先实现了一个RNA控制模板,合成的RNA产品,不会造成疾病。然后我们为当地医院或实验室提供的失活患者样本创建了类似的协议。重要的是要知道,实验的规模限制在每天96个反应,我们有单一的OT-2系统。

该项目的结果是一个小型自动化的19工作流程,使用OT-2液体处理机器人,还有一个协议脚本,世界上任何人都可以实现。

OT-2液体处理机器人对于探索这个未知领域非常有用。与手动执行协议相比,用我们的自动化解决方案完成96井板上的RNA提取协议花费了一半的时间。这个最初的原型使波士顿大学的领导层能够在短时间内更好地规划我们应该如何扩大该设施的规模,以便有限地返回我们的校园。

还有谁能用我们的东西?任何人都可以进入2号和一些甲板上的

模块可以使用可用的开源协议。该工作流可以分为单个生物协议,如RNA提取和QPCR测定准备。这些协议是一些最常用的湿实验室协议,可用于其他生物目的。这些材料也可能是生物学家的一个很好的介绍,谁是新的自动化。

我要感谢原型小组:塞缪尔奥利韦拉、莱娜兰达维德、路易斯奥尔蒂斯、大卫麦金太尔和达尼福。感谢潮湿实验室的首席调查员凯瑟琳·克拉普里奇和道格拉斯·登斯莫尔教授。

观众提问:

问题1:如果一个实验室想要使用潮湿的实验室协议的一部分,而不是其他部分,有没有一种模块化的方式使用协议?

陈丽塔: 当然了。潮湿实验室的任务是为社区生产可复制的、标准化的、模块化的和高吞吐量的解决方案,因此我们的工作流是根据这个任务设计的。我们的工作流可以很容易地修改和分解成单独的生物协议,所以如果一个实验室想要使用协议的一部分而不是其他部分,那么它应该很容易修改。

问题2:"潮湿实验室"是否开发了一个不使用OT-2的开源协议或工作流,如果是的话,你能分享吗?

陈丽塔: 湿气实验室正在与汉密尔顿微型实验室恒星液体处理器开发一个开源协议。然而,我们仍然处于发展阶段,所以我们现在没有任何可以分享的材料。最终,我们想分享我们拥有的一切,并且应该像我们当前的工作流一样,非常容易访问。它应该在基图布上,并且应该向公众提供。

问题3:您能否提供一个模型,使那些可能无法采购自动化设备或支付不起第三方测试服务的大学能够进行可操作的复制?

陈丽塔: 我们的实验室是一个半自动化的云实验室,我们有一个实验室信息管理系统。它被称为水族馆,它管理所有相关的实验数据和结果,并为实验室技术员提供交互式手动协议步骤。水族馆是由华盛顿大学[埃里克]克拉文实验室开发的开源软件。如果有人感兴趣,你应该联系 克劳辛实验室。他们非常愿意分享他们的材料,因为它是开放源代码,是互动的,它存储了你需要的所有信息。如果有人想使用标准化的协议,但不是以自动化的方式,你可以使用水族馆作为替代方法。

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