使用 Opentrons 進行 COVID-19 檢測

Opentrons 的 COVID-19 檢測系統可以幫助運行公共衛生監測計畫的實驗室立即擴大規模，每天篩檢 2,400 次檢測。 Opentrons 的使命是透過更廣泛地使用實驗室機器人來加速生命科學的發展。世界現在比以往任何時候都更需要這種能力。大規模的 COVID-19 檢測是限制死亡率的最佳方法之一。大規模檢測可以快速發現和隔離感染，限制病毒的傳播並保護脆弱族群。為了正確調查人群，需要處理數百萬個 COVID-19 檢測試劑盒。世界各地的組織都在努力盡快提高其能力。

這就是 Opentrons 為應對這種挑戰而建立的。

Opentrons 的 COVID-19 檢測系統是運行 COVID-19 公共衛生監測計畫的實驗室的最佳解決方案，這些實驗室需要立即擴展到自動化操作。 Opentrons 可以在下訂單後的幾天內安裝每天自動進行多達 2,400 次測試的系統。我們目前正在加州帕洛阿爾託的開放醫學研究所部署這種監測能力，很快就會有更多監測計畫。

我們可以與任何試劑供應商合作，甚至提供最佳和最實惠的選擇建議。如果您的實驗室需要擴大 COVID-19 監測業務，請透過 covid-19@opentrons.com 與我們聯絡。

Opentrons 和開放醫學研究所渴望與當地和聯邦機構合作，確定該系統是否可在緊急使用授權 (EUA) 下用於臨床診斷，並提供測試頻寬以滿足日益增長的極高需求。

以下是有關我們開發的系統以及如何將其部署用於大規模 COVID-19 測試的詳細資訊。

測試過程與許多傳染病檢測一樣，檢測 COVID-19 病毒的檢測採用定量聚合酶連鎖反應 (qPCR) 技術。對於像 COVID-19 這樣的冠狀病毒，該檢測實際上是一種逆轉錄酶 qPCR (RT-qPCR)，因為它測量的是 RNA 而不是 DNA。 RT-qPCR 能夠檢測從患者樣本中純化的 RNA 中目標 COVID-19 序列的存在和水平，從而告訴您某人是否被感染，如果被感染，大約感染了多長時間。

第一步是收集樣本。收集發生在醫生下令進行測試後。醫院、實驗室和公共衛生機構擦拭患者的鼻子或嘴巴，並立即將測試拭子放入試管中。然後，這些患者樣本被安全地帶到檢測實驗室。

一旦收集管到達實驗室，有三個自動化步驟：

1.樣本接種2.RNA 萃取3.qPCR 設置

每個步驟都有指定的 OT-2 工作站（檢測除外，檢測在實驗室提供的 qPCR 儀器上進行）。以下是如何在 Opentrons 上實現流程自動化：

站點 A – 樣本鋪板：將 96 個裝有懸浮在失活緩衝液中的患者樣本的收集管放在第一個 Opentrons 機器人上，重新格式化以提取 RNA。機器人將樣本和陽性對照從管中移液到深孔板中。

站點 A 配置：9,050 美元

p20 + p300 單通道移液管溫度模組（主動冷卻對照RNA）4x 管架96 深孔萃取板1x 20ul 架+ 1x 200ul 濾芯吸頭架站點A 的OT-2 甲板佈局站點A 的OT-2 甲板佈局站點A 應該位於某種「進樣」室。此網站的主要瓶頸通常不是實際的重新格式化，而是為機器人貼上標籤、記錄、開蓋和將收集管裝入架子。最好將樣品進樣室與進行樣品處理的任何空間分開，以防止污染。一旦樣本和陽性對照 RNA 放入深孔板，即可移至 B 站。

B 站 – RNA 萃取：96 個深孔板（包含樣本）移至第二個機器人，使用磁性微珠進行 RNA 萃取。這是自動化過程的主要部分，因為需要多次清洗步驟才能完全純化 RNA。

B 站配置：7,750 美元

p300 8 通道移液器磁性模組96 深孔萃取板96 孔洗脫板5 個 200ul 濾嘴架2 個 12 通道試劑容器2 個 1 通道液體廢棄物容器

還應該有一個專門的提取室，用於安置所有 B 站提取機器人。如果吞吐量需要，這個房間還可以容納一個試劑填充站，為 B 站機器人準備磁性微珠和緩衝液，以進行 RNA 萃取。如您在上面的甲板圖中所見，此過程需要大量試劑和吸頭。

C 站 - 檢測設定：從樣本中分離出的 RNA（洗脫）隨後被移至第三個房間，該房間容納 qPCR 儀器，並設計為盡可能“乾淨”，以最大限度地減少污染。將裝有純樣本 RNA 的板子放在 Opentrons 機器人上，為 RT-qPCR 檢測做準備。

C 站 OT-2 配置：7,500 美元

p20 單通道Opentrons 溫度模組96 孔洗脫板96 孔 PCR 板3x 架 20ul 過濾吸頭

RT-qPCR 所需的試劑分別放置在溫度模組上進行主動冷卻。這些試劑被組合成母液混合物，然後被分配到板中並與純化的 RNA 結合。經過此過程後，板就可以放入 qPCR 機器中並分析是否有 COVID-19。

吞吐量我們開發了一個由 8 個機器人組成的系統（2 個 A 站、4 個 B 站、2 個 C 站），可以每 12 小時自動準備 12 個 96 孔板，或每天大約 2,400 次測試。

8 個機器人系統的流程時間安排如下：

該系統加上備件和實驗室安裝費用為 100,000 美元，可用於監測項目。我們可以在 3 月每週安裝 1 次，然後在 4 月每週安裝 4 次。如果我們實現這一目標，我們預計在 6 月底之前在 Opentrons 系統上自動完成 100 萬次測試。

我們目前正在努力在加州帕洛阿爾託的開放醫學研究所安裝第一個高通量系統，並渴望使用我們的機器人來幫助實驗室完成這個關鍵項目。

如果您有興趣與 Opentrons 合作以擴展您的實驗室運行 COVID-19 測試的能力，請聯絡 covid-19@opentrons.com。