Opentrons 的 Kristin Ellis 和 Dagney Cooke 有幸在波士頓的 Dana-Farber 癌癥研究所（DFCI）與 Scott Ficarro 進(jìn)行了交談。Scott 是 Marto 實(shí)驗(yàn)室、癌癥生物學(xué)部和 Blais 蛋白質(zhì)組學(xué)中心的研究科學(xué)家，他一直在使用 OT-1 進(jìn)行大規(guī)模樣本制備。

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Kristin:?首先，我們想了解一下你正在進(jìn)行的研究的整體情況以及我們的平臺(tái)在這個(gè)過程中所扮演的角色是什么。

Scott:?好的！我們正在進(jìn)行許多與 OT-1 相關(guān)的質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)樣本制備的實(shí)驗(yàn)。這涉及到許多不同的可能性，從消化到磷酸化肽富集等等。

Kristin:?這是你希望使用磁性模塊所做的事情嗎？

Scott:?是的，我們正在使用 Qiagen 磁珠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。我們的目標(biāo)之一是進(jìn)行鐵-NTA的磷酸化肽富集。此外，我們也使用磁珠進(jìn)行肽的脫鹽工作。在進(jìn)行消化實(shí)驗(yàn)時(shí)，很多時(shí)候需要在含有高鹽含量的緩沖液中進(jìn)行，之后為了進(jìn)行其他化學(xué)反應(yīng)，需要去除鹽分。在進(jìn)行離子交換色譜法時(shí)，也需要先去除緩沖液中的鹽。這些是目前全部手工完成的任務(wù)，雖然我們有一個(gè)真空排列系統(tǒng)，但仍需要手動(dòng)操作移液頭。如果能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，比如使用磁珠的形式，將大大節(jié)省我們的工作量。

另外，當(dāng)我們進(jìn)行基質(zhì)輔助激光解吸電離（MALDI）分析時(shí)，需要進(jìn)行脫鹽處理，并使用ZipTip進(jìn)行操作，然后將處理后的樣本滴在平板上。雖然這本身并不困難，但如果你需要處理大量樣本，比如10個(gè)樣本，長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)這樣的操作可能會(huì)引發(fā)手部神經(jīng)受壓的癥狀，也就是所謂的腕管綜合癥。如果能使用機(jī)器人來處理大量樣本集，將大大減輕我們的工作負(fù)擔(dān)。

此外，我們也對(duì)在藥物發(fā)現(xiàn)方面的應(yīng)用感到興奮。目前，我們正在與 Nathaniel Gray 的實(shí)驗(yàn)室合作，開發(fā)和生化表征新型的共價(jià)激酶抑制劑。我們計(jì)劃使用機(jī)器人來進(jìn)行動(dòng)力學(xué)測(cè)定，通過設(shè)置與抑制劑的蛋白質(zhì)反應(yīng)，并讓機(jī)器人從不同時(shí)間點(diǎn)取出反應(yīng)物并滴在 MALDI 孔板上，這將是非常棒的！

因此，我有很多關(guān)于如何利用 Opentrons 平臺(tái)為多個(gè)項(xiàng)目帶來優(yōu)勢(shì)的想法。我相信隨著我們開始嘗試和探索，我們會(huì)有更多更深入的想法。

通過自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜樣本制備的標(biāo)準(zhǔn)化

Kristin:?你使用 Opentrons 平臺(tái)進(jìn)行的研究主要集中在質(zhì)譜樣本制備上。我理解這可以節(jié)省時(shí)間并避免手工操作的疲勞，但除此之外，它在科學(xué)和技術(shù)上有什么重要性嗎？

Scott:?樣本制備的一致性對(duì)于獲得可重復(fù)的結(jié)果至關(guān)重要。僅靠手工操作既耗時(shí)又難以保證質(zhì)量。我們的研究項(xiàng)目很多，與其他實(shí)驗(yàn)室的合作也很多，時(shí)間非常寶貴。因此，靈活的自動(dòng)化樣本制備系統(tǒng)能夠讓我們完成更多的工作，并確保每次實(shí)驗(yàn)的一致性和可重復(fù)性。例如，Opentrons 平臺(tái)能夠大大提高激酶抑制劑結(jié)合分析的通量。

Kristin:?那么具體是如何實(shí)現(xiàn)的呢？

Scott:?由于機(jī)器人可以進(jìn)行快速定位，我們能夠以良好的時(shí)間分辨率對(duì)反應(yīng)進(jìn)行采樣。而且，我們可以同時(shí)對(duì)多個(gè)化合物進(jìn)行這樣的操作。這種類型的信息在我們的許多項(xiàng)目中都非常有價(jià)值。

Dagney: 這就是你主要使用MALDI孔板的原因嗎？

Scott:?這只是其中一個(gè)應(yīng)用。但還有許多其他應(yīng)用。例如，我們希望將其用于常規(guī)完整蛋白分析，以及通過 MS/MS 確認(rèn)蛋白質(zhì) ID 的消化物滴定。

Dagney:?隨著樣本制備的改進(jìn)，您將獲得更干凈的結(jié)果，并能夠利用它們進(jìn)行更多操作。

Scott:?: 是的，您可以將更多時(shí)間用于思考科學(xué)問題，而不是花費(fèi)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。

Kristin:?還有分享！我們的夢(mèng)想是讓你們和斯坦福大學(xué)在全國(guó)的另一端做同樣的事情，并開發(fā)這些流程。

Scott:?是的，這會(huì)讓每個(gè)人都更有生產(chǎn)力?？吹矫總€(gè)人如何發(fā)展會(huì)非常棒！我對(duì)這場(chǎng)開源革命感到非常興奮。

開源的靈活性

Dagney:?在學(xué)術(shù)環(huán)境中，通常有多少開源設(shè)備？

Scott:?據(jù)我所知，數(shù)量很少。但這只是因?yàn)槲矣X得開源設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)剛剛開始。我聽說有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室擁有 3D 打印機(jī)，許多實(shí)驗(yàn)室對(duì)你們的機(jī)器人平臺(tái)感興趣，但在我曾經(jīng)待過的所有實(shí)驗(yàn)室中，我真的沒有見過任何開源設(shè)備。然而，隨著像你們這樣令人興奮的開源解決方案的出現(xiàn)，我認(rèn)為它們將很快被采用，因?yàn)樗鼈兙哂性S多優(yōu)勢(shì)。例如，開源選項(xiàng)將有助于降低與維護(hù)專有儀器有關(guān)的維修服務(wù)費(fèi)用不斷增加的問題。

Kristin:?那么，你認(rèn)為獲得更多開源設(shè)備將如何幫助你更好地開展研究？

Scott:?很多時(shí)候，作為一名研究人員，你會(huì)創(chuàng)造性地思考如何解決問題。不幸的是，現(xiàn)有的硬連線封閉源系統(tǒng)并不允許你完全按照自己的意愿行事。為了完成任務(wù)，你可能需要更改軟件或硬件的某些部分。對(duì)于封閉系統(tǒng)來說，這些事情非常困難或不可能實(shí)現(xiàn)。

舉個(gè)例子，我們實(shí)驗(yàn)室里有幾個(gè)專有的機(jī)器人平臺(tái)，它們的功能執(zhí)行得很好，但除了有限的操作之外，它們并不特別適合進(jìn)行修改。像你們這樣的開源平臺(tái)將能夠快速進(jìn)行定制解決方案的原型開發(fā)。例如，我不認(rèn)為你最初將機(jī)器人視為MALDI點(diǎn)樣器；但現(xiàn)在我們已經(jīng)開發(fā)出了 OT-1，我相信它非常適合用于 MALDI分析的樣品點(diǎn)樣。

Dagney:?這太棒了！

Scott:?是的！所以你知道，如果我們想做一些創(chuàng)新的事情我們是完全具備這個(gè)能力的。通過你們的 Python API，我想說……在定制方面，Opentrons 是真的沒有限制。據(jù)我所知，從軟件的角度來看，這在任何其他商業(yè)系統(tǒng)上都是不可能做到的。你無法破解這些系統(tǒng)，它們都是預(yù)先編譯好的。

Kristin:?是的，大多數(shù)機(jī)器人基本上只提供一種使用途徑。

Scott:?是的。雖然商業(yè)供應(yīng)商試圖讓他們的軟件更加靈活，但你經(jīng)常會(huì)遇到限制——有時(shí)候這真的令人沮喪，因?yàn)槟阒恍枰M(jìn)行一些小的軟件更改——只需要知道如何編程的人花幾分鐘就能完成——就能啟用某些工作流程或應(yīng)用程序。但是，讓他們做到這一點(diǎn)非常困難。

我想他們確實(shí)有很好的意圖，但他們無法看到所有的使用案例，他們沒有足夠的人手來實(shí)時(shí)回應(yīng)反饋。但是有了你們?cè)?Slack 上提供的支持，真是太棒了。你知道嗎？我會(huì)在那里發(fā)布一些問題，通常比預(yù)期的要快得多，我就會(huì)收到回復(fù)和建議。和你們一起工作真是太棒了！我希望所有事情都能這樣順利！

Dana-Farber 癌癥研究所是癌癥治療和研究的全球領(lǐng)導(dǎo)者。Opentrons 將持續(xù)致力于賦予從事這種規(guī)模項(xiàng)目的科學(xué)家力量，與社區(qū)分享他們的進(jìn)展。