分子分析需要精確的移液試劑和具有不同性質(zhì)的樣品——包括粘性的那些可以堵塞尖端，分布不均勻和復(fù)雜的再現(xiàn)性。這個Opentrons OT-2是一個自動液體處理機(jī)器人，能夠去除這些困難的液體。屬性中的默認(rèn)參數(shù)Opentron協(xié)議PythonAPI優(yōu)化了高效和準(zhǔn)確的處理水試劑。常用的試劑在粘度、蒸發(fā)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默認(rèn)協(xié)議參數(shù)，以滿足對給定工作流的最佳處理。本應(yīng)用程序說明重點關(guān)注最佳基于使用基于計算機(jī)視覺的方法和重量方法進(jìn)行的測試，使用中心OT-2自動處理粘性液體的實踐。

粘性液體
粘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)，粘性等。我們將粘性液體分類，如蜂蜜、甘油和油，可能需要專門的移液參數(shù)。

表1：粘性液體的表征根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)、蒸汽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中提到的其他粘性液體類別相比的粘結(jié)力。這些液體的粘度隨稀釋程度的不同而不同。由于這些液體粘在尖端，減緩了抽吸后取出尖端的速度，并從液體中分配，有助于避免氣泡、液滴的形成，以及清潔的抽吸和分配。

揮發(fā)性粘稠液體
揮發(fā)性粘性液體是甘油/聚乙二醇和揮發(fā)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粘度，而揮發(fā)性溶劑增加了蒸汽壓。因此，移液管這樣液體時，用戶可以使用默認(rèn)的吸入流量用于水。然而，分配流量需要是減少的為了抵消由于較高的蒸汽壓而造成的滴液問題，在吸入后增加一個氣隙是必要的，以確保準(zhǔn)確的移液。

粘性表面活性劑液體
粘性表面活性劑液體是表面活性劑和粘性糖基化液體的混合物。最流行的粘性表面活性劑是吐溫?20和特里頓?X-100，粘度最高可達(dá)400毫帕卡秒（mPa）。這些液體表現(xiàn)出更高的粘附在吸管尖端，但粘附力較低。粘性表面活性劑必須以較慢的吸流量吸入，并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。

一種補(bǔ)償慢流量的一種方法是使用更長的延遲與兩步分配。舉個例子，如果你是用GEN2 P300單通道移液管分配200 uL粘性表面活性劑，將分配步驟分為兩部分：首先分配?至?，增加液體流向尖端孔的暫停；然后，分配慢于?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(dāng)移液管接觸到井壁時，可以實施觸摸分配策略。

油
油表現(xiàn)出與粘性表面活性劑相似的性質(zhì)，可以用上述方法來處理。油需要完全從墻上滑下來的時間更長，這意味著移液管需要更長的時間。較慢的提取有助于減少油粘在吸管尖端外壁的損失，但由于油對尖端的粘附力高于油的粘結(jié)力，清潔分配油需要更長的液體沉降時間，導(dǎo)致延遲。根據(jù)油試劑的死體積損失估計，在吸入和分配步驟后可以實施更長的延遲。觸摸提示分配和觸摸提示功能也是通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粘性液體處理經(jīng)驗和清潔液體移液的關(guān)鍵參數(shù)。

方法
基于液體的流變特性、移液管的規(guī)格和所使用的實驗室器皿的輪廓，我們開發(fā)了使用OT-2的粘性液體處理的優(yōu)化策略。本研究僅限于視子GEN2單通道移液管的粘性液體處理能力。所實現(xiàn)的液體處理功能是吸入和吸入和分配；當(dāng)復(fù)雜液體混合或形成，不同的工作流程可能需要不同的參數(shù)時，參數(shù)可能不起工作。

材料
用不同稀釋的甘油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甘油是一種粘性液體，粘度從1mPa到1400mPa，隨稀釋度而不同。因此，我們認(rèn)為甘油是粘性類的代表性液體，可以定性地理解粘度，并與類似粘度的液體進(jìn)行比較。由于甘油的粘度呈指數(shù)級增長，我們選擇了10%、90%和99%的甘油進(jìn)行參數(shù)開發(fā)。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(jī)架適配器放置在7號機(jī)架上。測試使用Opentrons GEN2單通道V2.2移液管： P20、P300和P1000。我們還使用了P20提示和P300過濾器提示和P1000過濾器提示。采用集成溫度計和濕度計。

重量測試方法
重量測試是在一個定制的鉆機(jī)上進(jìn)行的，稱重秤附在OT-2上。比例尺被放置在一個單獨的工作臺上，以隔離由OT-2產(chǎn)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臺上進(jìn)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. 每卷重復(fù)10次。測試的室溫環(huán)境溫度為23°C~32°C，相對濕度為35%~45%。

OT-2的編程設(shè)定參數(shù)為闌尾表A1、Python協(xié)議PAPI2.9中的A1、A2和A3，以所需的流量執(zhí)行抽吸、分配和吹氣。檢測水采用吸入、分配和井噴等默認(rèn)參數(shù)。

優(yōu)化結(jié)果及討論
預(yù)期選擇的三種濃度分別為99%、90%和10%的甘油是基于作為粘性液體類的代表的甘油的動態(tài)粘度。甘油的動態(tài)粘度為1.3mPa，10%為168 mPa甘油為90%，甘油為99%的濃度為893mPa。

圖1顯示，針對粘性液體的優(yōu)化參數(shù)顯示出與水處理有更大的相關(guān)性：

圖1中的結(jié)果顯示了使用GEN2 P20、P300和P1000移液管和過濾器的粘性液體。準(zhǔn)確吸入的關(guān)鍵是具有較慢的流速、足夠的沉降時間和較慢的提取速率。高粘性液體需要較低的吸出時間，即使用吸更高的流速。然而，補(bǔ)償是，不準(zhǔn)確的體積可以吸入由于重力和附著力在尖端。

這些結(jié)果是通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粘附力來實現(xiàn)的。因此，柱塞的液體吸入運(yùn)動與被吸入液體所花費(fèi)的時間之間的滯后時間可以被沉降時間所克服。雖然液體與尖端有很高的親和力，但提取速度更快結(jié)果是關(guān)于尖端周圍的液滴和液體溢出的信息。優(yōu)化后的參數(shù)實現(xiàn)了較慢的針尖提取速度，導(dǎo)致清潔針尖退出，吸氣體積的高重現(xiàn)性，如表2所示。

表2：分配粘性液體的最小損失。優(yōu)化后的參數(shù)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%分配后的通道移液管。

第2P20分配損失

通過在尖端的狹窄區(qū)域內(nèi)同步液體的流動來除去多余的液體，從而完全分配尖端內(nèi)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，粘度沒有變化，抽吸和分配后的參數(shù)保持不變。如表2所示，整個優(yōu)化后的配藥過程顯著減少了移液損失，為反應(yīng)提供了預(yù)期的目標(biāo)體積，從而提高了準(zhǔn)確性。

結(jié)論
粘性測試結(jié)果驗證了帶有GEN2單通道移液管的OT-2可以處理液體粘度不同，精度與OT-2的水處理能力相當(dāng)，精度高。優(yōu)化的推薦的參數(shù)和指南提高了OT-2的液體處理性能，并幫助確保成功的協(xié)議運(yùn)行圖2和圖3總結(jié)了粘液類的實現(xiàn)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(xù)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(jié)果的準(zhǔn)確性。

如果排氣量對于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(dá)到所需的空氣量，將粘性液體推出尖端，但權(quán)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于GEN2 P20單通道移液管的情況。最后，強(qiáng)烈建議在抽吸和分配步驟后進(jìn)行較慢的提取速度，以防止液滴粘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粘性液體，提高協(xié)議的準(zhǔn)確性。

粘性液體處理參數(shù)
處理粘性液體的關(guān)鍵參數(shù)是分配流量。如果你正在開發(fā)一種全新的粘性液體的方案，第一步是緩慢抽吸并緩慢抽出，這樣你就有了一個干凈的抽吸循環(huán)。較慢的流量和速度導(dǎo)致粘性液體處理。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(wěn)定的半月板會導(dǎo)致清潔的分配和井噴。圖A1說明了與較高流速相關(guān)的問題：即如果爆炸內(nèi)多余的液體沒有被清除，就會產(chǎn)生死體積。較高的流速迫使液體從中心排出，多余的液體粘在尖端的壁上。如果移液管的井噴能力低于尖端內(nèi)部的多余體積，就會導(dǎo)致死容量。因此，保持一個較低的流速是必要的。

原文地址：使用中心OT-2的粘性液體處理自動化