使用中心OT-2的黏性液體處理自動化

分子分析需要精確的移液試劑和具有不同性質的樣品——包括黏性的那些可以堵塞尖端，分佈不均勻和複雜的再現性。這款Opentrons OT-2是自動液體處理機器人，能夠去除這些困難的液體。屬性中的預設參數Opentron協議PythonAPI優化了高效和準確的處理水試劑。常用的試劑在黏度、蒸發速率和表面張力等性能方面都有所不同。這些固有的液體特性需要改變的預設協定參數，以滿足對給定工作流程的最佳處理。本應用程式說明重點在於最佳基於使用基於電腦視覺的方法和重量方法進行的測試，使用中心OT-2自動處理黏性液體的實踐。

黏性液體黏性液體具有不同的流變特性，如不同的密度（例如，油性低，但甘油性高），不同的表面張力(例如。肥皂液含量較低，但汞含量較高)，黏性等。我們將黏性液體分類，如蜂蜜、甘油和油，可能需要專門的移液參數。

表1：黏性液體的表徵依其分子結構、蒸氣壓和表面張力的不同。

糖化液體糖基化液體由糖組成，對移液管尖端壁具有較高的附著力，且相對較高與表1中提到的其他黏性液體類別相比的黏結力。這些液體的黏度隨稀釋程度的不同而不同。由於這些液體黏在尖端，減緩了抽吸後取出尖端的速度，並從液體中分配，有助於避免氣泡、液滴的形成，以及清潔的抽吸和分配。

揮發性黏稠液體揮發性黏性液體是甘油/聚乙二醇和揮發性溶劑如乙醇或異丙醇原型的一種混合物。甘油/聚乙二醇的加入增加了黏度，而揮發性溶劑增加了蒸汽壓。因此，當移液管這樣液體時，使用者可以使用預設的吸入流量用於水。然而，分配流量需要是減少的為了抵消由於較高的蒸汽壓而造成的滴液問題，在吸入後增加一個氣隙是必要的，以確保準確的移液。

黏性界面活性劑液體黏性界面活性劑液體是表面活性劑和黏性糖基化液體的混合物。最受歡迎的黏性界面活性劑是吐溫®20和特里頓®X-100，黏度最高可達400毫帕卡秒（mPa）。這些液體表現出更高的黏附在吸管尖端，但黏附力較低。黏性界面活性劑必須以較慢的吸流量吸入，並以最小的抽出速度抽出。需要降低分配流量，使液體有足夠的時間離開移液管尖端的壁面。

一種補償慢流量的一種方法是使用更長的延遲與兩步驟分配。舉個例子，如果你是用GEN2 P300單通道移液管分配200 uL黏性界面活性劑，將分配步驟分為兩部分：首先分配½至¾，增加液體流向尖端孔的暫停；然後，分配慢於½的50 uL，確保增加額外的吹出步驟和較慢的觸摸尖端步驟。作為快速分配的額外步驟，當移液管接觸到井壁時，可以實施觸摸分配策略。

油油表現出與黏性表面活性劑相似的性質，可以用上述方法來處理。油需要完全從牆上滑下來的時間更長，這意味著移液管需要更長的時間。較慢的提取有助於減少油粘在吸管尖端外壁的損失，但由於油對尖端的粘附力高於油的粘結力，清潔分配油需要更長的液體沉降時間，導致延遲。根據油試劑的死體積損失估計，在吸入和分配步驟後可以實施更長的延遲。觸摸提示分配和觸摸提示功能也是透過增加更快的分配速度來減少損失的好方法。較慢的吸入和分配，較慢的尖端抽出液體，以及較慢的吹出流速是影響黏性液體處理經驗和清潔液體移液的關鍵參數。

方法基於液體的流變特性、移液管的規格和所使用的實驗室器皿的輪廓，我們開發了使用OT-2的黏性液體處理的最佳化策略。本研究僅限於視子GEN2單通道移液管的黏性液體處理能力。所實現的液體處理功能是吸入和吸入和分配；當複雜液體混合或形成，不同的工作流程可能需要不同的參數時，參數可能無法運作。

材料以不同稀釋的甘油99%（Sigma-Aldrich，G5516）稀釋分子級水的比例(Invitrogen，卡諾稀釋不同稀釋的甘油。10977023).1甘油是一種黏性液體，黏度從1mPa到1400mPa，隨稀釋度而不同。因此，我們認為甘油是黏性類的代表性液體，可以定性地理解黏度，並與類似黏度的液體進行比較。由於甘油的黏度呈指數級增長，我們選擇了10%、90%和99%的甘油進行參數開發。所有濃度都在15 ml獵鷹管中，10 ml甘油和水的兩種比例：甘油90%，甘油10%。 15號管機架轉接器放置在7號機架上。測試使用Opentrons GEN2單通道V2.2移液管： P20、P300和P1000。我們也使用了P20提示和P300過濾器提示和P1000過濾器提示。採用整合式溫度計和濕度計。

重量測試方法重量測試是在一個客製化的鑽孔機上進行的，稱重秤附在OT-2上。比例尺被放置在一個單獨的工作台上，以隔離由OT-2產生的振動。甘油的濃度分別為10%，90%和99%分子級水在重量測試台上進行了測試。 . 3體積1uL、10µL和20µL用P20 GEN2移液管測試，每體積4次。 P300 GEN2移液管20µL、150µL和300µL，每體積10次。 P1000 GEN2移液管100µL，500µLand 1000µL. 每卷重複10次。測試的室溫環境溫度為23°C~32°C，相對濕度為35%~45%。

OT-2的程式設定參數為闌尾表A1、Python協定PAPI2.9中的A1、A2和A3，以所需的流量執行抽吸、分配和吹氣。檢測水採用吸入、分配和井噴等預設參數。

優化結果及討論預期選擇的三種濃度分別為99%、90%和10%的甘油是基於作為黏性液體類的代表的甘油的動態黏度。甘油的動態黏度為1.3mPa，10%為168 mPa甘油為90%，甘油為99%的濃度為893mPa。

圖1顯示，針對黏性液體的最佳化參數顯示出與水處理有更大的相關性：

圖1的結果顯示了使用GEN2 P20、P300和P1000移液管和過濾器的黏性液體。準確吸入的關鍵是具有較慢的流速、足夠的沉澱時間和較慢的提取速率。高黏性液體需要較低的吸出時間，即使用吸出較高的流速。然而，補償是，不準確的體積可以吸入由於重力和附著力在尖端。

這些結果是透過緩慢的抽吸和允許足夠的沉降時間來抽吸液體來克服這些黏附力來實現的。因此，柱塞的液體吸入運動與被吸入液體所花費的時間之間的延遲時間可以被沉澱時間所克服。雖然液體與尖端有很高的親和力，但提取速度更快結果是關於尖端周圍的液滴和液體溢出的信息。優化後的參數實現了較慢的針尖提取速度，導致清潔針尖退出，吸氣體積的高重現性，如表2所示。

表2：分配黏性液體的最小損失。優化後的參數允許視子GEN2 P20單通道移液管的<損失為0.9%，GEN2 P300和視子GEN2 P1000單通道移液管的<損失為0.2%分配後的通道移液管。

第2P20分配損失

透過在尖端的狹窄區域內同步液體的流動來除去多餘的液體，從而完全分配尖端內的液體。此外，減緩尖端的提取速度也有所幫助避免水滴飛濺和卡住。如果液體未混合，黏度沒有變化，抽吸和分配後的參數保持不變。如表2所示，整個優化後的配藥過程顯著減少了移液損失，為反應提供了預期的目標體積，從而提高了準確性。

結論黏性測試結果驗證了具有GEN2單通道移液管的OT-2可以處理液體黏度不同，精度與OT-2的水處理能力相當，精度高。優化的建議的參數和指南提高了OT-2的液體處理性能，並幫助確保成功的協議運行圖2和圖3總結了粘液類的實現和較低的流量和臨界沉降時間允許粘性液體沉降；因此，連續的步驟，如緩慢吹出幫助以減少粘性液體損失，使試劑的有效使用和提高結果的準確性。

如果排氣量對於液體分配來說過低或過高，則可以在吸氣前實施氣隙粘性液體具有較慢的分配速率，而不是較慢的噴射，以達到所需的空氣量，將粘性液體推出尖端，但權衡是，可以吸出的液體比移液管的最大限度更少。這可能不是最適合用於GEN2 P20單通道移液管的情況。最後，強烈建議在抽吸和分配步驟後進行較慢的萃取速度，以防止液滴黏在尖端和試劑溢出在實驗室器皿中。

綜上所述，OT-2、GEN2單通道移液管和過濾器尖端可以最佳地處理黏性液體，提高協議的準確性。

黏性液體處理參數處理黏性液體的關鍵參數是分配流量。如果你正在開發一種全新的黏性液體的方案，第一步是緩慢抽吸並緩慢抽出，這樣你就有了一個乾淨的抽吸循環。較慢的流量和速度導致黏性液體處理。此外，你可以以觀察液體半月板未間斷的速度開始分配。保持一個穩定的半月板會導致清潔的分配和井噴。圖A1說明了與較高流速相關的問題：即如果爆炸內多餘的液體沒有被清除，就會產生死體積。較高的流速迫使液體從中心排出，多餘的液體會黏在尖端的壁上。如果移液管的井噴能力低於尖端內部多餘的體積，就會導致死容量。因此，保持一個較低的流速是必要的。

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