Michael Rourke 是西北大學(xué)的化學(xué)博士研究員，他使用 OT-2 和 Opentrons 協(xié)議編輯器來(lái)推進(jìn)有機(jī)化學(xué)研究還不大。

Michael Rourke 博士深受自動(dòng)化的啟發(fā)大型，為了提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和精確度特點，並減輕團(tuán)隊(duì)繁瑣表現、大量重複的手動(dòng)任務(wù)負(fù)擔(dān)信息化，他帶領(lǐng)美國(guó)西北大學(xué)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室成功轉(zhuǎn)型實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化薄弱點。並透過(guò)使用用戶(hù)友好的Opentrons協(xié)議編輯器使用Opentrons OT-2 自動(dòng)化移液平臺(tái)和Opentrons 的開(kāi)源軟體平臺(tái)來(lái)提高實(shí)驗(yàn)室安全性求得平衡。

Opentrons: 請(qǐng)介紹一下您的研究背景。

Michael Rourke: 我是一個(gè)合成化學(xué)科學(xué)家方案。 我擁有科羅拉多大學(xué)的生物化學(xué)學(xué)位應用的選擇，在那裡我研究合成化學(xué)，主要研究主題是碳水化合物的修飾∽笥?，F(xiàn)在我在西北大學(xué)擔(dān)任博士候選人背景下，在 Scheidt 研究小組做合成方法論。當(dāng)我來(lái)到這裡時(shí)可靠保障，我主要工作是在 MBRAUN 手套箱中使用96孔板格式的高通量設(shè)備處理光氧化還原催化反應(yīng)自然條件。

Opentrons: 聽(tīng)起來(lái)您的工作需要大量手動(dòng)移液。

Michael Rourke: 確實(shí)如此開展。例如你有兩個(gè)底物互動互補，A和B發揮重要帶動作用，並將它們結(jié)合成AB——有幾個(gè)你想要改變的變數(shù)（例如，你可能想要做六種光催化劑意料之外、四種溶劑文化價值、四種鹼等）。這些變數(shù)很快就會(huì)累積起來(lái)置之不顧。而且反應(yīng)越複雜不斷完善，或是你考慮的變數(shù)越多，對(duì)應(yīng)的孔板上的插槽就越小方便。當(dāng)你的焦點(diǎn)變小的時(shí)候基礎上，會(huì)導(dǎo)致不容易確定操作的精確位置和何時(shí)開(kāi)始停止操作。

Opentrons: 那麼在您擁有 OT-2 之前應用領域，您是如何管理這種複雜性的呢保持競爭優勢？

Michael Rourke: 我們使用手動(dòng)移液器進(jìn)行操作，並用卡片記錄每個(gè)孔的進(jìn)度發展機遇。坦白說(shuō)長效機製，手動(dòng)操作很容易出錯(cuò)。而且在手套箱裡拿著移液管連續(xù)操作幾個(gè)小時(shí)也很不舒服服務體系。我和我的導(dǎo)師進(jìn)行了評(píng)估，告訴他高通量技術(shù)是有效的搶抓機遇，但我們的準(zhǔn)確性和精確度還有改進(jìn)的空間分析。

Opentrons: 當(dāng)時(shí)是您第一次考慮使用自動(dòng)化的時(shí)候嗎？

Michael Rourke: 是的投入力度。我的老闆對(duì)此很看好創造，我的顧問(wèn)建議我貨比三家，看看有什麼可用的貢獻法治。 但當(dāng)你帶回 25 萬(wàn)美元的報(bào)價(jià)時(shí)設備製造，你在學(xué)術(shù)資助的中心就走不了多遠(yuǎn)了！ 然而攻堅克難，我們最擔(dān)心的是移液管的耐用性管理。 我們使用的是 Opentrons 電子移液器，它是由碳酸酯基聚合物製成雙向互動。它們?cè)谟袡C(jī)溶劑中降解的可能性是我們工作流程中可預(yù)見(jiàn)的最大挑戰(zhàn)或困難效率和安。我們看到一篇關(guān)於密西根州教授的文章，他的手套箱裡配有一個(gè)OT-2 自動(dòng)化移液平臺(tái)品牌，我們發(fā)現(xiàn)OT-2 所需的移液器的價(jià)格與我們已經(jīng)使用的移液器相似深入開展。於是在 2021 年 1 月，我們下定決心訂購(gòu)了一臺(tái) OT-2等形式，並將其放入惰性氣體手套箱中技術的開發。

Opentrons: 您在設(shè)定 OT-2 時(shí)的體驗(yàn)如何研究與應用？

Michael Rourke: 我已經(jīng)測(cè)量過(guò)它的尺寸，以確定它是否能夠放得下更高效，它確實(shí)可以全面協議！由於我不知道 WiFi 在封閉空間裡效果如何，我將 USB 連接埠穿過(guò)手套箱的密封蓋板影響。但後來(lái)發(fā)現(xiàn)其實(shí)沒(méi)必要這麼做新的動力，因?yàn)槲野袿T-2 放進(jìn)去並密封起來(lái)，WiFi 仍然運(yùn)作得相當(dāng)好發展契機。

Opentrons: OT-2 在您的實(shí)驗(yàn)室表現(xiàn)如何？

Michael Rourke: 它表現(xiàn)得很好發力。我第一次使用它時(shí)優勢領先，因?yàn)槲^頂部沒(méi)有保留必要的空氣間隙，所以稍微磨損了一個(gè)移液器共創美好。但我使用有機(jī)溶劑的容量大約是三分之二推動並實現，所以移液管中是 150-200 微升。我把我們自己的孔板——用於光致還原催化的 Paradox 96 孔反應(yīng)板——放到移液平臺(tái)上特點，並使用 Opentrons Labware Library 將它們納入?yún)f(xié)議積極回應。我在移液平臺(tái)旁放了一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)來(lái)吹倒孔板。我用了一些儲(chǔ)液槽又進了一步，我盡量增加垂直列的數(shù)量特別是反應(yīng)溶劑的垂直列多種場景，以便我可以改用儲(chǔ)液槽來(lái)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。我在 2-dram 閃爍小瓶中製備過(guò)很多試劑規劃。我們都是專(zhuān)業(yè)的有機(jī)化學(xué)家擴大公共數據，但缺少Python 程式設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，所以我們都在使用協(xié)議編輯器介面來(lái)製作我們的協(xié)議帶動擴大。

Opentrons: OT-2 移液管在您的實(shí)驗(yàn)工作中表現(xiàn)如何核心技術體系？

Michael Rourke: 我們?cè)谝后w吸取和注入方面沒(méi)有任何問(wèn)題。我現(xiàn)在做的化學(xué)反應(yīng)很多都是用有機(jī)溶劑持續發展，如乙腈必然趨勢、四氫呋喃、二甲基甲醯胺（DMF）——以及二氯甲烷擴大，這些溶劑都是非常揮發(fā)的的方法。我們將其與液相層析質(zhì)譜聯(lián)用（LCMS）以及氣相層析質(zhì)譜聯(lián)用（GCMS）結(jié)合，這樣我可以在反應(yīng)之前放入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品進行探討，或者我可以把它拿回去落到實處，讓移液平臺(tái)從閃爍小瓶中取出，並在每個(gè)小孔中加入已知量最新。

Opentrons: 自動(dòng)化移液對(duì)您來(lái)說(shuō)最顯著的好處是什麼技術創新？

Michael Rourke: 我認(rèn)為一致性很重要處理方法。每個(gè)手動(dòng)處理孔板的人都有過(guò)這樣的疑惑：「我剛剛不是往那個(gè)板裡面加了東西嗎？」現(xiàn)在持續向好，一切流程都可完美複製習慣。這是自動(dòng)化移液最大的優(yōu)點(diǎn)。

Opentrons: 您認(rèn)為 OT-2 還有哪些需要改進(jìn)的地方進展情況？

Michael Rourke: 我們向老闆建議自動(dòng)化移液的目的是提高通量的積極性，同時(shí)也是為了提高準(zhǔn)確性和精確度。沒(méi)有什麼比花一天時(shí)間做一個(gè)反應(yīng)然後發(fā)現(xiàn)漏掉一些東西更糟糕的了至關重要。 Opentrons Protocol Designer 可以透過(guò)顏色編碼條目不久前，但在學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室中彩色印表機(jī)墨水匣並不常見(jiàn)。所以為了確保準(zhǔn)確性提升行動，我們只能列印出起始甲板條件的截圖能力建設，並使用 ChemDraw 在上面寫(xiě)上編碼。如果能在 Protocol Designer 中添加一個(gè)數(shù)字或字母代碼作為備註來(lái)追蹤容器中的溶劑或試劑有效性，那就太好了——這是一點(diǎn)小建議創新內容。

Opentrons: 自動(dòng)化工作流程與您先前手動(dòng)操作的方式有什麼不同？

Michael Rourke: 我們實(shí)驗(yàn)室的工作流程通常是客製化的廣泛關註，每個(gè)人都會(huì)依照自己的需求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)善於監督。你必須在實(shí)驗(yàn)如何佈局上發(fā)揮創(chuàng)意。我從未在沒(méi)有使用微通道的情況下設(shè)置過(guò)實(shí)驗(yàn)就能壓製，但我的同事中有些人仍然只使用單通道移液管更合理；雖然單通道移液管比手動(dòng)移液更準(zhǔn)確和精確，但它們與手工操作的流程和速度相似效果。我用單通道和微通道操作在兩個(gè)半小時(shí)內(nèi)完成了 300 個(gè)反應(yīng)改進措施。

Opentrons: 讓自動(dòng)化移液平臺(tái)在手套箱中處理所有的移液工作是如何提高您的通量的綜合運用？

Michael Rourke: 自動(dòng)化移液平臺(tái)確實(shí)提高了我們的通量。我們以前一天能做 96 個(gè)樣本≈匾?，F(xiàn)在深刻內涵，我一天可以做 300 個(gè)傳遞。關(guān)於我們?cè)谑痔紫溲e做的工作，有些工作是固定要做的深入闡釋，但是對(duì)於有些需要大規(guī)模地相關性、一次性準(zhǔn)備所有的東西的工作，你可以花一天的時(shí)間把它們都設(shè)置好物聯與互聯，然後第二天再來(lái)運(yùn)行穩定。我以前每天只能處理一個(gè)孔板，但現(xiàn)在我可以同時(shí)處理多達(dá)四個(gè)供給，如果有足夠的試劑和其他物資優勢與挑戰，我們甚至可能在一天內(nèi)處理完八個(gè)孔板經驗分享，或者讓移液平臺(tái)整夜運(yùn)行。這大大提高了我們的工作效率趨勢。而且有力扭轉，現(xiàn)在我可以在初始階段進(jìn)行篩選，然後留出時(shí)間來(lái)分析所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)一站式服務，而不是像以前那樣需要連續(xù)五天站在手套箱前廣度和深度，並在一兩週後進(jìn)行分析。

Opentrons: 您還有其他想跟大家分享的嗎引領作用？

Michael Rourke: 我成為化學(xué)家是為了分析數(shù)據(jù)並提出新想法科技實力，並與同事和年輕學(xué)生分享觀點(diǎn)。當(dāng)我在手套箱工作時(shí)合作，很難進(jìn)行語(yǔ)言交流和思考勃勃生機。你只能默默地?cái)?shù)著數(shù)字，因?yàn)檎f(shuō)話會(huì)讓你失去數(shù)數(shù)極致用戶體驗。這只會(huì)阻礙科學(xué)研究工作的創(chuàng)造力和幸福感√峁┯辛χ?，F(xiàn)在，填充試劑瓶這類(lèi)工作已經(jīng)不再需要我們親自去做了建議。自從我們有了自動(dòng)化移液平臺(tái)以來(lái)品率，沒(méi)有人需要親自動(dòng)手處理一個(gè)孔板。我很高興今年夏天我們實(shí)驗(yàn)室的本科生將接受培訓(xùn)並開(kāi)始使用 OT-2不斷發展。我認(rèn)為隨著時(shí)間的推移積極影響，實(shí)驗(yàn)室裡的許多項(xiàng)目都可以自動(dòng)化。例如緊密協作，我們?cè)谖鞅贝髮W(xué)非常注重安全：有機(jī)溶劑是易燃的越來越重要，使用它們是有風(fēng)險(xiǎn)的。將反應(yīng)設(shè)定過(guò)渡到像手套箱這樣受控制環(huán)境中的自動(dòng)化系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢(shì)發揮重要作用。此外醒悟，我們的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備可以讓移液平臺(tái)以 20 毫升和 40 毫升瓶的形式進(jìn)行製備規(guī)模化的反應(yīng)高質量。作為有機(jī)化學(xué)家也逐步提升，我們非常重視確保安全，我相信在不久的將來(lái)註入了新的力量，實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化將對(duì)工業(yè)和學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)險(xiǎn)緩解做出重大貢獻(xiàn)重要的作用。