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2020 年 10 月 27 日

Opentrons 客户采访 | 北卡罗来纳州立大学副教授Carlos 使用 OT-2 进行生物技术教学

Carlos Goller 使用 Opentrons 系列设备,包括 OT-2、开源 API、磁性模块和热循环模块,在北卡罗来纳州立大学教授生物技术和分子生物学实验室课程。

本期我们采访的客户 Carlos C. Goller北卡罗来纳州立大学 (NCSU)生物科学系副教授,为本科生和研究生教授生物技术。他在生物技术和分子实验室课程中,使用到了 Opentrons OT-2 自动化移液机器人、温控模块、磁性模块和热循环模块等进行教学。本期 Carlos 将为我们分享他的使用体验。

Carlos C. Goller. 图片来源: NCSU

Opentrons: 请简单介绍一下您的研究背景。

Carlos Goller: 我是北卡罗来纳州立大学生物技术项目的助理教授,也是一名微生物学家,本科时还在马萨诸塞州的一所小型工程学校学习了计算机建模。我在埃默里大学获得了微生物学和分子遗传学博士学位。博士生学习期间,我在研究大肠杆菌生物膜的形成,同时在学校教书和上课。后来,我在杜克医学中心做博士后研究,专注于传染病和抗感染药物课题,这段经验让我第一次体验到了实验室自动化。

Opentrons: 您的研究项目是什么?

Carlos Goller: 我在 NCSU 向学生教授生物技术,有时还向教职员工教授生物技术。在我的课程中,我们使用 OT-2 自动化移液机器人和 Zymo 研究套件进行 DNA 和 RNA 提取。我们现在有一个 Opentrons 热循环模块,并将尝试制作我们自己的 RNAseq 库。

Opentrons: 您为什么选择 OT-2 ?

Carlos Goller: 作为杜克大学的博士后研究员,我和 Pat Seed 博士轮流使用一个多通道移液器筛选了 2500 种化合物。我们的检测目标是找出对尿路致病性大肠杆菌荚膜生物合成具有良好活性的化合物。在北卡罗来纳州立大学,我们购买了一台 ePMotion 5075 液体处理机器人,并在接下来的几年实验工作中持续运行使用。我们还申请了内部资金购买 Opentrons 自动化移液平台。

与其他实验室自动化设备相比,OT-2 的价格实惠,对于普通教学实验室而言不会产生太大预算压力。Opentrons 软件也是开源的,这一点我们很喜欢。不必被单一软件捆绑,以及不用获取许可证,Opentrons 的灵活性是关键优势。

在编写代码方面,多亏了 Opentrons 的在线协议编辑器,让我的学生们在不具备 Python 基础的情况下,也能够通过修改 Opentrons 的开源协议,以更好地适配他们在实验室中的工作流程。

我不想让我的班级的 12 个人全部围在2台机器人周围。我们有 2 台 OT-2 和 ePMotion,所以我把大家分成4 人一组,分别负责相应的设备编程设置工作。通过把团队拆分成更小的小组,让所有人都有机会尝试让机器运行这项挑战。

在传统的学术教育环境中,学生可能没有机会亲身参与到大规模、高度自动化的实验室研究中。所以,我在北卡罗来纳州立大学提出用机器人传授一门课程,并写了一份 NSF 提案。该提案旨在建立一个教育工作者网络,我与 UNC Chapel Hill 的 Sabrina Robertson 博士一起建立案例研究,向学生传授高通量药物筛选、显微镜和其他高通量应用的方法。

Opentrons: 您觉得OT-2对您帮助最大的是哪方面?

Carlos Goller: OT-2 让学生有更多的时间在设备上操作,在实验室进行故障排除,而不用把时间浪费在繁琐的工作上。但目前我们遇到了一些小问题——其中一台 OT-2 无法连接——但这也只是自动化过程的一部分,学生们欣然接受了挑战。

Opentrons: 您的 OT-2 运行体验如何?

Carlos Goller: 去年,我们给一个研究生提供了第一台 OT-2,并让他们从零开始设置,用水和食用色素进行练习。我们把协议设置得相对复杂,但这个学生只用了两个多小时就弄清楚了如何使用 OT-2。他们非常积极地提出问题——并且任然很有热情地投入研究工作中!

Opentrons: 在您拥有OT-2之前,您使用过其他实验室自动化设备吗?您对实验室自动化过程的期望是什么?

Carlos Goller: 我曾经使用过 ePMotion 5075,并创建了几个脚本来实现自动化 HIT 采摘、药物筛选、细菌稀释和 qPCR。作为一个工程师而言,我很喜欢自动化。

Opentrons: 您有进行其他项目自动化的计划吗?

Carlos Goller: 我们正在努力开发一个高通量测序的操作课程。我们可以使用流式细胞仪以及 Opentrons OT-2 自动化移液机器人进行课程。我希望通过这两套仪器的组合可以帮助一年级和二年级的学生更好地理解高通量的操作方法。

Opentrons: 您还有其他关于 OT-2 的使用体验想要分享的吗?

Carlos Goller:  今年我们将更加深入地研究实验室自动化。 我们一直在与 Opentrons 合作开展一个公民科学项目,并困扰了 Opentrons 支持团队的 Max Marrone(他非常棒!)。该项目旨在寻找一种奇怪的微生物,它可以吸收液态金并将其沉淀成纳米颗粒,所以 对于学生来说,这确实是一个很好的吸引,但我们对他们的基因组或表达的基因知之甚少。

在今年,我们非常关注实验室自动化。我们在与 Opentrons 合作开展一个全民科学项目,我们与 Opentrons 的应用支持团队的 Max Marrone 一起攻克难题,他给了我们很棒的支持!该项目是关于寻找一种可以吸收液态金并将其沉淀成纳米颗粒的特殊微生物,这对学生来说是一个非常好的学习机会。

我们还与Zymo合作,在OT-2上实现mag磁珠、trizol和RNA-seq协议的自动化。我们的目标是每个小组都将接受为期6周的半学期项目挑战,他们会学习如何使用OT-2进行RNA提取。我们购买了Opentrons移液器、Opentrons磁性模块和Opentrons温度模块来进行实验操作。

我们意识到我们可能无法完全实现这一目标,但我们会不断尝试这些具有挑战性、涉及多种技术和故障排除协议的项目。

我相信这些课程能够为学生提供宝贵的实践经验,对此我真的感觉很荣幸。使用OT-2的体验真的很开心。

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