Adam Ericsen 利用全自動(dòng)基因分型、微生物定序和免疫學(xué)檢測(cè)來研究HIV 宿主-病毒交互作用規則製定。

Adam Ericsen 是埃默里大學(xué)耶克斯國(guó)家靈長(zhǎng)類研究中心基因組學(xué)核心實(shí)驗(yàn)室的助理教授和助理主任又進了一步。他的重點(diǎn)項(xiàng)目是研究宿主免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)劑培訓，這是一個(gè)由許多複雜步驟組成的系統(tǒng)背景下，而他於2018 年4 月開始將三臺(tái)Opentrons 移液機(jī)器人整合到他的實(shí)驗(yàn)室工具包中拓展，以這種創(chuàng)新的指導、自動(dòng)化的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究提高鍛煉。

我們與 Adam 進(jìn)行了交談敢於監督，以了解這些機(jī)器人如何幫助實(shí)現(xiàn)他整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)化幅度。

Opentrons: 請(qǐng)您介紹一下您的研究背景經過。

Adam Ericsen: 我獲得了威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校病理學(xué)博士學(xué)位。透過訓(xùn)練成為了免疫遺傳學(xué)和傳染病研究員力度，我目前的工作主要集中在了解HIV感染中的宿主與病毒的相互作用明確了方向。我主要使用獼猴作為這項(xiàng)研究的模型。

Opentrons: 您的研究計(jì)畫是什麼樣的勇探新路？

Adam: 在過去的十年裡單產提升，我一直在研究遺傳和環(huán)境因素如何改變病毒感染動(dòng)物的疾病進(jìn)展。

Opentrons: 您在實(shí)驗(yàn)室的日常工作是怎麼樣的？

Adam: 我們的實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行大量的基因分型行動力、宿主和微生物定序以及免疫學(xué)檢測(cè)提供有力支撐。從宏觀來看，我們致力於了解疾病進(jìn)展是如何被遺傳和非遺傳因素所影響的保供，以找到可操作的生物學(xué)途徑來減緩或完全阻止愛滋病在HIV感染者中的惡化自行開發。

我們的實(shí)驗(yàn)室非常新，而且很難將技術(shù)人員訓(xùn)練到能夠獨(dú)立進(jìn)行多種類型的檢測(cè)責任。我需要我們的實(shí)驗(yàn)室擅長(zhǎng)全血處理應用情況、白血球?qū)雍脱獫{分離、DNA 分離（從任何和所有樣本類型）組建、定量分子檢測(cè)和流式細(xì)胞儀表現。這聽起來或許會(huì)讓人覺得野心勃勃？也許是這樣的……但為了進(jìn)行有意義的研究深刻變革，我需要我的小型實(shí)驗(yàn)室像大型實(shí)驗(yàn)室一樣運(yùn)作導向作用。

對(duì)我們來說，一個(gè)常見的協(xié)議是把血液高速旋轉(zhuǎn)離心並將其分離成幾個(gè)部分反應能力。要達(dá)到我們現(xiàn)在所處的水平並不容易探索，但是建立一個(gè)相當(dāng)常規(guī)的血液處理工作流程是必不可少的。訓(xùn)練一個(gè)新實(shí)驗(yàn)室——我的新團(tuán)隊(duì)——去做一個(gè)同類的檢測(cè)是非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力的先進的解決方案。我不斷地提醒自己拓展，花時(shí)間訓(xùn)練我的團(tuán)隊(duì)是值得的，但我的決心持續(xù)時(shí)間有限宣講活動。

這就是 Opentrons 機(jī)器人的作用：即使我無法親自在實(shí)驗(yàn)室裡不斷進步，我也需要我的經(jīng)驗(yàn)、我的訓(xùn)練和我的雙手在實(shí)驗(yàn)室裡效率。

Opentrons: 為什麼選擇OT-2規模？

訓(xùn)練一個(gè)新實(shí)驗(yàn)室——我的新團(tuán)隊(duì)——去做「就像這樣」的檢測(cè)是非常耗時(shí)和壓力的……這就是Opentrons 機(jī)器人的作用：即使我無法親自在實(shí)驗(yàn)室裡，我也需要我的經(jīng)驗(yàn)發展、我的訓(xùn)練和我的雙手在實(shí)驗(yàn)室裡保持穩定。

Adam: 我在 OT-2 即將上市之前就聽說過 Opentrons。我被 Opentrons 的開源程式所吸引：我可以隨時(shí)添加面向、修改和增強(qiáng)核心功能支撐作用，這讓我的小實(shí)驗(yàn)室只需購(gòu)買一次機(jī)器，借助程式碼的魔力建設項目，就可以顯著提升實(shí)驗(yàn)效率最為突出。正如我的一位技術(shù)人員所描述的那樣，“我們可以編寫好程式碼相結合，然後看著它工作高效化。”

我們最終將SQL、C++範圍和領域、PHP有所增加、JS、HTML5 和Python 結(jié)合起來更高要求，構(gòu)建了一個(gè)自定義的基於Web 的前端介面越來越重要的位置，用於管理我們的Opentrons 協(xié)議的所有交互（如果沒有API 的擴(kuò)展文檔，我們就無法做到這一點(diǎn)）共同學習。我可以坐在波特蘭的機(jī)場(chǎng)順滑地配合，同時(shí)控制我們?cè)趤喬靥m大實(shí)驗(yàn)室的 OT-2 移液機(jī)器人⌒Ц?？赡苡悬c(diǎn)花哨前沿技術，但這只是我們能夠完成的任務(wù)的一個(gè)例子。

也許更重要的是性能，機(jī)器人可以與我們的樣本和試劑庫(kù)存進(jìn)行交互多種方式，還能呼叫 Google 語音 API。自從我們開始面臨效率的困境以來新創新即將到來，正如我的家人所說邁出了重要的一步，我們一直在「自動(dòng)化一切」。我們一起編寫了大量的 Python 模組設施，每個(gè)完成的協(xié)議運(yùn)行都會(huì)向我們的實(shí)驗(yàn)室伺服器發(fā)送訊息，以確保所有重要項(xiàng)目（如實(shí)驗(yàn)室器具定義堅定不移、機(jī)架位置組合運用、體積等）都是最新的。

我們已經(jīng)採(cǎi)用 OT-2 平臺(tái)來取代原本我需要訓(xùn)練新的技術(shù)人員執(zhí)行的手動(dòng)檢測(cè)工作⊥七M高水平，F(xiàn)在脫穎而出，我們團(tuán)隊(duì)已經(jīng)基本脫離手動(dòng)操作了。我開玩笑說生產創效，一旦機(jī)器人能夠?qū)戀Y助申請(qǐng)和手稿結構，我們就可以在公園裡完成所有的工作了。

我們已經(jīng)接納了 OT-2 平臺(tái)優化上下，以執(zhí)行原本需要培訓(xùn)新技術(shù)人員手動(dòng)進(jìn)行的每個(gè)檢測(cè)工作能力建設。

Opentrons: 您具體使用 OT-2 來做什麼，以及它如何適應(yīng)您的工作流程生產體系？

Adam: 我們完全自動(dòng)化了以下流程服務，包括 PCR、Fluidigm能力和水平、流式細(xì)胞儀覆蓋、血液處理（離心後）和核酸分離檢測(cè)。如果實(shí)驗(yàn)有需求，我們會(huì)自己設(shè)計(jì)客製化的實(shí)驗(yàn)室器具高效，我的妻子使用 3D 列印技術(shù)把器具列印出來應用創新。我們所有的實(shí)驗(yàn)室器具都是由微晶片控制的，任何加載到機(jī)器人上的東西都會(huì)透過條碼或 RFID 進(jìn)行掃描：機(jī)器人會(huì)與伺服器進(jìn)行檢查機構，確保正確的樣本在它們應(yīng)該在的地方的特性。

我們甚至可以完全處理已經(jīng)先離心的全血樣本。我組裡的 Nathan Gullicksrud 想出了一個(gè)方法攜手共進，將血瓶固定在特定的高度共同，這樣我們就可以輕鬆地提取血漿和白血球?qū)印＿@意味著我們可以對(duì)血漿進(jìn)行分餾經過、分離血漿簡單化、清理白血球，就可以了——它們已經(jīng)準(zhǔn)備好了明確了方向。很顯然系統性，我們可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)處理多達(dá) 96 個(gè)同時(shí)進(jìn)行的 vacutainers，且需要人工幹預(yù)的環(huán)節(jié)很少單產提升。我們迅速擴(kuò)展到原本難以想像的的吞吐量傳遞。

我們迅速擴(kuò)展到原本難以想像的的吞吐量。 有了 OT-2勞動精神，我們節(jié)省了大量時(shí)間穩步前行。

Opentrons: 您如何客製化 OT-2 以適應(yīng)您所需的工作流程？

Adam: 我寫了一個(gè)完整的介面來連接 OT-2動手能力。我們還進(jìn)行了幾次硬體修改——包括鑽孔逐步改善，並在每個(gè)板位放置微晶片掃描器和光電感測(cè)器。機(jī)器人會(huì)提示：“注意提升。注意大大提高。運(yùn)行已暫停。為了您的安全研究成果，請(qǐng)關(guān)閉前窗”取得了一定進展，或“從DNA 輸入板上的X 列轉(zhuǎn)移DNA 到…”因此，我們幾乎可以做任何事情——從全血及其所有輸出大面積，到全自動(dòng)的DNA 檢測(cè)積極參與。

我的目標(biāo)是讓我的團(tuán)隊(duì)成員從事更有意義的活動(dòng)。而不是每天坐在生物安全櫃前好幾個(gè)小時(shí)…在研究實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)專長(zhǎng)可以遠(yuǎn)不止於此搖籃。 Opentrons 平臺(tái)激發(fā)了我的雄心壯志技術，甚至讓我有些過於雄心勃勃，我願(yuàn)意開展更大範(fàn)圍和規(guī)模的研究工作作為新PI推動。

Opentrons: 您使用OT-2的真實(shí)體驗(yàn)是資源配置？

Adam: Opentrons 是我使用的第一個(gè)可以自由客製化的液體處理機(jī)器人。我在Opentrons API 之上編寫了核心Ericsen Lab 程式碼相關，當(dāng)我們遇到錯(cuò)誤或問題時(shí)大力發展，我們諮詢了Opentrons 支援團(tuán)隊(duì)，他們會(huì)幫助我們推動(dòng)解決問題生產效率，我會(huì)根據(jù)需要修改或重新建立我們的方法產能提升，並與支援團(tuán)隊(duì)密切合作。

我有一個(gè)很棒的團(tuán)隊(duì)節點。作為一名新晉研究員通過活化，我感到非常幸運(yùn)。然而的特點，我的團(tuán)隊(duì)中沒有人具備程式設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)健康發展。我告訴他們，我想建立一個(gè)自動(dòng)化大數據、智慧化和積極的研究計(jì)劃長效機製。我把他們帶在機(jī)器人前面說：「我們要一起解決這個(gè)問題】臻g廣闊！刮覀儧]有對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)的手動(dòng)方面進(jìn)行培訓(xùn)營造一處，而是透過編寫程式碼讓 OT-2 執(zhí)行這些操作。實(shí)驗(yàn)室的培訓(xùn)過程變成了與機(jī)器人一起訓(xùn)練知識和技能，以成功執(zhí)行基本檢測(cè)到可以執(zhí)行複雜實(shí)驗(yàn)取得顯著成效。這使我的團(tuán)隊(duì)獲得了我們需要的檢測(cè)方面的專業(yè)知識(shí)。我的目標(biāo)是建立一個(gè)熱情而勤奮的創(chuàng)意團(tuán)隊(duì)實現，他們可以成功執(zhí)行以前從未嘗試過的複雜檢測(cè)或?qū)嶒?yàn)專案估算。我相信使用 Opentrons 可以為我省下更多時(shí)間，因?yàn)樗麄儗臋C(jī)器人身上學(xué)習(xí)的可能性，實(shí)驗(yàn)室的互聯(lián)將保護(hù)研究數(shù)據(jù)、記錄並確保我們能夠支持我們所生產(chǎn)的工作服務為一體。

如果在我實(shí)驗(yàn)室裡使用的機(jī)器人不是開源的問題，那麼它只是一雙替手——只是買代勞的話我可不用花這麼多錢。

Opentrons: 您對(duì)實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化流程的期望是什麼全會精神？

Adam: 我從未考慮過失敗系統穩定性。為研究實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買機(jī)器人與購(gòu)買以消費(fèi)者為中心的流行設(shè)備不同。最初集中展示，我遇到了許多沮喪的研究人員實力增強，他們不知道要花多長(zhǎng)時(shí)間才能讓 Opentrons 機(jī)器人啟動(dòng)並運(yùn)行。確實(shí)探索創新，使用Opentrons 機(jī)器人需要一定的學(xué)習(xí)過程帶來全新智能。但是實現了超越，透過 Python 控制實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人，資源有限的年輕實(shí)驗(yàn)室可以以較低的成本實(shí)現(xiàn)超越去完善。我的機(jī)器人就放在實(shí)驗(yàn)室的流式細(xì)胞儀旁邊橋梁作用，而流式細(xì)胞儀的成本是 OT-2 的10 倍。

Opentrons: 您的 OT-2 有什麼優(yōu)點(diǎn)或缺點(diǎn)求索？

Adam: OT-2 很棒讓人糾結！ OT-2 可以做簡(jiǎn)單的事情，但也可以做其他平臺(tái)無法做到的事情穩定發展。

Opentrons: 在您使用 OT-2 之前是否使用過任何實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化設(shè)備基石之一？

Adam: 實(shí)際上沒有。但當(dāng)我聽說你們使用 Python 後端時(shí)增持能力，我想：「我能做到共同努力！」我和我的妻子正在進(jìn)行3D 列印，我們對(duì)學(xué)習(xí)曲線如此相似感到驚訝表現明顯更佳。

Opentrons: 您是否還有其他新的自動(dòng)化研究計(jì)畫狀態？

Adam: 嗯，我們剛剛又訂購(gòu)了兩臺(tái) OT-2指導，所以肯定是的廣泛認同！ OT-2 支援我們正在做的事情的速度和完整性。很多專有平臺(tái)存在的限制流動性，而 OT-2 是開源的鍛造，這點(diǎn)對(duì)我來說非常有吸引力。如果在我的實(shí)驗(yàn)室裡使用的機(jī)器人不是開源的持續創新，那麼它只是一雙替手——只是買代勞的話我可不用花這麼多錢改善。

自從 18 個(gè)月前我們收到它以來，OT-2 已經(jīng)成為實(shí)驗(yàn)室日常生活中不可或缺的一部分協調機製。這是一項(xiàng)重要的早期投資——我原本可以將這筆資金用於培訓(xùn)員工信息化，但我認(rèn)為機(jī)器人及其平臺(tái)是我們資源更有價(jià)值的利用方式。我們進(jìn)行的是非常先進(jìn)的檢測(cè)實踐者；使用機(jī)器人進(jìn)行操作取得明顯成效，而我們只需更換一些移液器就好。

Opentrons: 關(guān)於 OT-2數據，您還有哪些有趣的事可以分享給大家創新的技術？

Adam: 我們做了一件非常有趣且令人難以置信的事顯著，我們已經(jīng)結(jié)合了谷歌語音API 來讓機(jī)器人進(jìn)行播報(bào)高質量，比如它什麼時(shí)候液體用完了，或者什麼時(shí)候需要吸頭，以及它是從什麼測(cè)試開始增多。它可以用這種溫柔的女聲來播報(bào)十大行動。這一點(diǎn)讓我感到非常驚喜！

OT-2 不是取代我工作的機(jī)器人意料之外。相反，它把我的工作變成了更有成就感的事情。我們還在 OT-2 旁邊投資了一臺(tái)桌上型流式細(xì)胞儀可以使用。新創(chuàng)實(shí)驗(yàn)室一般不會(huì)在新設(shè)備上投入這麼多錢，但我能夠透過機(jī)器人獲得所有這些功能效高化，所以並不昂貴新體系。訓(xùn)練一個(gè)人使用細(xì)胞儀可能需要幾個(gè)月的時(shí)間，但使用 OT-2創造，我們可以輕鬆地培訓(xùn)人們以更有效率的方式進(jìn)行血液採(cǎi)樣不難發現。

OT-2 已迅速成為我們實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)不可或缺的重要成員。

考慮到文章篇幅和為了給您更好的閱讀體驗(yàn)設備製造，本次訪談內(nèi)容已經(jīng)過編輯發展需要。