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2016 年 12 月 01 日

Opentrons 客户访谈 | Dana-Farber 癌症研究所的 Scott Ficarro

Opentrons 的 Kristin Ellis 和 Dagney Cooke 有幸在波士顿的 Dana-Farber 癌症研究所(DFCI)与 Scott Ficarro 进行了交谈。Scott 是 Marto 实验室、癌症生物学部和 Blais 蛋白质组学中心的研究科学家,他一直在使用 OT-1 进行大规模样本制备。

(为了给您提供简洁易懂的阅读体验,本篇报导已经过编辑优化)

Kristin: 首先,我们想了解一下你正在进行的研究的整体情况以及我们的平台在这个过程中所扮演的角色是什么。

Scott: 好的!我们正在进行许多与 OT-1 相关的质谱实验样本制备的实验。这涉及到许多不同的可能性,从消化到磷酸化肽富集等等。

Kristin: 这是你希望使用磁性模块所做的事情吗?

Scott: 是的,我们正在使用 Qiagen 磁珠进行实验。我们的目标之一是进行铁-NTA的磷酸化肽富集。此外,我们也使用磁珠进行肽的脱盐工作。在进行消化实验时,很多时候需要在含有高盐含量的缓冲液中进行,之后为了进行其他化学反应,需要去除盐分。在进行离子交换色谱法时,也需要先去除缓冲液中的盐。这些是目前全部手工完成的任务,虽然我们有一个真空排列系统,但仍需要手动操作移液头。如果能实现自动化,比如使用磁珠的形式,将大大节省我们的工作量。

另外,当我们进行基质辅助激光解吸电离(MALDI)分析时,需要进行脱盐处理,并使用ZipTip进行操作,然后将处理后的样本滴在平板上。虽然这本身并不困难,但如果你需要处理大量样本,比如10个样本,长时间重复这样的操作可能会引发手部神经受压的症状,也就是所谓的腕管综合症。如果能使用机器人来处理大量样本集,将大大减轻我们的工作负担。

此外,我们也对在药物发现方面的应用感到兴奋。目前,我们正在与 Nathaniel Gray 的实验室合作,开发和生化表征新型的共价激酶抑制剂。我们计划使用机器人来进行动力学测定,通过设置与抑制剂的蛋白质反应,并让机器人从不同时间点取出反应物并滴在 MALDI 孔板上,这将是非常棒的!

因此,我有很多关于如何利用 Opentrons 平台为多个项目带来优势的想法。我相信随着我们开始尝试和探索,我们会有更多更深入的想法。

通过自动化实现质谱样本制备的标准化

Kristin: 你使用 Opentrons 平台进行的研究主要集中在质谱样本制备上。我理解这可以节省时间并避免手工操作的疲劳,但除此之外,它在科学和技术上有什么重要性吗?

Scott: 样本制备的一致性对于获得可重复的结果至关重要。仅靠手工操作既耗时又难以保证质量。我们的研究项目很多,与其他实验室的合作也很多,时间非常宝贵。因此,灵活的自动化样本制备系统能够让我们完成更多的工作,并确保每次实验的一致性和可重复性。例如,Opentrons 平台能够大大提高激酶抑制剂结合分析的通量。

Kristin: 那么具体是如何实现的呢?

Scott: 由于机器人可以进行快速定位,我们能够以良好的时间分辨率对反应进行采样。而且,我们可以同时对多个化合物进行这样的操作。这种类型的信息在我们的许多项目中都非常有价值。

Dagney: 这就是你主要使用MALDI孔板的原因吗?

MALDI Plate Spotting By Hand

Scott: 这只是其中一个应用。但还有许多其他应用。例如,我们希望将其用于常规完整蛋白分析,以及通过 MS/MS 确认蛋白质 ID 的消化物滴定。

Dagney: 随着样本制备的改进,您将获得更干净的结果,并能够利用它们进行更多操作。

Scott: : 是的,您可以将更多时间用于思考科学问题,而不是花费在实验台上。

Kristin: 还有分享!我们的梦想是让你们和斯坦福大学在全国的另一端做同样的事情,并开发这些流程。

Scott: 是的,这会让每个人都更有生产力。看到每个人如何发展会非常棒!我对这场开源革命感到非常兴奋。

开源的灵活性

Dagney: 在学术环境中,通常有多少开源设备?

Scott: 据我所知,数量很少。但这只是因为我觉得开源设备的发展趋势刚刚开始。我听说有几个实验室拥有 3D 打印机,许多实验室对你们的机器人平台感兴趣,但在我曾经待过的所有实验室中,我真的没有见过任何开源设备。然而,随着像你们这样令人兴奋的开源解决方案的出现,我认为它们将很快被采用,因为它们具有许多优势。例如,开源选项将有助于降低与维护专有仪器有关的维修服务费用不断增加的问题。

Kristin: 那么,你认为获得更多开源设备将如何帮助你更好地开展研究?

Scott: 很多时候,作为一名研究人员,你会创造性地思考如何解决问题。不幸的是,现有的硬连线封闭源系统并不允许你完全按照自己的意愿行事。为了完成任务,你可能需要更改软件或硬件的某些部分。对于封闭系统来说,这些事情非常困难或不可能实现。

举个例子,我们实验室里有几个专有的机器人平台,它们的功能执行得很好,但除了有限的操作之外,它们并不特别适合进行修改。像你们这样的开源平台将能够快速进行定制解决方案的原型开发。例如,我不认为你最初将机器人视为MALDI点样器;但现在我们已经开发出了 OT-1,我相信它非常适合用于 MALDI分析的样品点样。

Dagney: 这太棒了!

Scott: 是的!所以你知道,如果我们想做一些创新的事情我们是完全具备这个能力的。通过你们的 Python API,我想说……在定制方面,Opentrons 是真的没有限制。据我所知,从软件的角度来看,这在任何其他商业系统上都是不可能做到的。你无法破解这些系统,它们都是预先编译好的。

Kristin: 是的,大多数机器人基本上只提供一种使用途径。

Scott: 是的。虽然商业供应商试图让他们的软件更加灵活,但你经常会遇到限制——有时候这真的令人沮丧,因为你只需要进行一些小的软件更改——只需要知道如何编程的人花几分钟就能完成——就能启用某些工作流程或应用程序。但是,让他们做到这一点非常困难。

我想他们确实有很好的意图,但他们无法看到所有的使用案例,他们没有足够的人手来实时回应反馈。但是有了你们在 Slack 上提供的支持,真是太棒了。你知道吗?我会在那里发布一些问题,通常比预期的要快得多,我就会收到回复和建议。和你们一起工作真是太棒了!我希望所有事情都能这样顺利!

Dana-Farber 癌症研究所是癌症治疗和研究的全球领导者。Opentrons 将持续致力于赋予从事这种规模项目的科学家力量,与社区分享他们的进展。

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