网络研讨会:DAMPLab使用opentron创建COVID-19诊断设施原型

波士顿大学DAMPLab的首席实验室专家Rita Chen在三个月内使用Opentrons创建了COVID-19诊断工作流程原型。这是如何。

在COVID-19大流行开始时,波士顿大学设计、自动化、制造和原型(DAMP)实验室任务是在三个月内创建诊断工作流程。DAMPLab的首席实验室专家Rita Chen在三个月内使用Opentrons创建了一个COVID-19诊断堆栈原型。

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。以下是视频和文字记录:

注:此文本来自基因组网案例研究,该研究中,DAMP实验室的Rita Chen讨论了她使用Opentrons OT-2液体处理程序构建COVID-19诊断工作流程的经验。为了清晰和长度,该文本经过了轻微的编辑。

视频

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成绩单

丽塔。信贷:丽塔陈

Rita Chen的技能结合了实验技术和机器人自动化的实验室协议。她的工作有助于理解湿实验室协议转化为高通量、可重复的操作。

丽塔陈:当波士顿大学因2019冠状病毒病(COVID-19)大流行于2020年春季中旬关闭时,精确诊断中心首席研究员凯瑟琳·克拉珀里奇教授联系了设计、自动化、制造和原型(DAMP)实验室,思考波士顿大学如何在三个月内组建一个COVID-19诊断机构。

主要目的是为波士顿大学社区建立COVID-19诊断设施,使学生、教师和工作人员能够在2020年秋季学期恢复正常活动。该高通量诊断设备的目标是每天测试多达6000名波士顿大学社区成员,测试周期为24小时。

我们的目标是在24小时内每天进行6000次测试,自动化是解决这一挑战的关键组成部分,但我们没有机器人基础设施来支持它。为了说明自动化对这个项目的重要性,进行了比较计算。研究发现,如果人工操作,一个人需要6个小时才能完成每个96孔板的RNA提取方案,并存在潜在的处理错误,这并不是最好的选择。

显然,我们的第一步是使用液体处理程序自动化这个协议,因为我们在使用Opentrons OT-2液体处理机器人自动化实验室协议方面有着丰富的经验。我通过原型化不同的自动化解决方案开始了我们的项目,以了解如何使美国食品和药物管理局批准的COVID-19方案具有可重复性和可靠性。

为了解决这一挑战,我们决定使用Opentrons OT-2液体处理机器人来完成整个自动化工作流程的原型,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。

我们首先通过实施一个RNA控制模板,即合成的不会导致疾病的RNA产品来测试该方案。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方案。重要的是要知道实验的规模仅限于每天96次反应使用的是单一的OT-2系统。

该项目的成果是一个使用OT-2液体处理机器人和协议脚本的小型COVID-19自动化工作流程,可由世界上任何人实现。这个开源协议脚本可以在GitHub的存储库中向公众开放:https://github.com/DAMPLAB/OT2-SARS-CoV2

OT-2液体处理机器人对探索这一未知领域非常有用。与手动执行协议相比,使用我们的自动化解决方案在96孔板上完成RNA提取协议所需的时间减少了一半。这个最初的原型让波士顿大学的领导层制定了更好的战略计划,我们应该如何在短时间内增加设施的规模,以允许有限的返回我们的校园。

还有谁能使用我们的成果?所有能使用OT-2和一些甲板的人

模块可以使用可用的开源协议。工作流程可以分为单个的生物协议,如RNA提取和qPCR分析制备。这些协议是一些最常用的湿实验室协议,可以应用于其他生物目的。这些材料也可能是一个很好的介绍生物学家谁是自动化的新。

我想感谢原型团队:Samuel Oliveira, Lena Landaverde, Luis Ortiz, David McIntyre和Dany Fu。感谢来自DAMP实验室的主要研究人员Catherine Klapperich和Douglas Densmore教授。

其他资料可以在我们的实验室网站上找到:http://damplab.org

如果您对布鲁里大学COVID-19诊断设施特别感兴趣,请访问http://damplab.org/covid-19

观众提问:

问题1:如果一个实验室想使用部分DAMP实验室协议,但不使用其余协议,是否有一种方法以模块化的方式使用该协议?

陈丽塔:当然可以。DAMP实验室的使命是为社区提供可重复的、标准化的、模块化的、高通量的解决方案,因此我们的工作流程就是基于这个使命而设计的。我们的工作流程可以很容易地修改和分解成单个的生物协议,所以如果实验室想使用协议的一部分而不是其他部分,它应该很容易修改。

问题2:DAMP实验室开发了没有使用OT-2的开源协议或工作流程吗?如果是的话,你能分享吗?

陈丽塔:DAMP实验室正在与Hamilton Microlab Star液体处理程序一起开发一个开源协议。但是,我们还处于发展阶段,所以我们目前没有任何可以分享的资料。最终,我们想要分享我们所拥有的一切,并且它应该是非常容易访问的,就像我们当前的工作流一样。它应该在GitHub上,并且应该向公众开放。

问题3:您能否提供一个模型,使那些可能无法购买自动化设备或负担不起第三方测试服务的大学具有可执行的可复制性?

陈丽塔:我们的实验室是一个半自动化的基于云的实验室,我们有一个实验室信息管理系统(LIMS)。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的Eric Klavins实验室开发的开源软件。如果有人感兴趣,你应该联系Klavins实验室。他们非常愿意分享他们的材料,因为它是开源的,它是交互式的,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,你可以查看水族馆作为替代方法。