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在這個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，很多時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，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)，雖然我們有一個真空排列系統(tǒng)，但仍需要手動操作移液頭。如果能實(shí)現(xiàn)自動化，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，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個樣本，長時間重復(fù)這樣的操作可能會引發(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激酶抑制劑。我們計劃使用機(jī)器人來進(jìn)行動力學(xué)測定，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 平臺為多個項(xiàng)目帶來優(yōu)勢的想法。我相信隨著我們開始嘗試和探索，我們會有更多更深入的想法。

通過自動化實(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，時間非常寶貴。因此，靈活的自動化樣本制備系統(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間分辨率對反應(yīng)進(jìn)行采樣。而且，我們可以同時對多個化合物進(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，您可以將更多時間用于思考科學(xué)問題，而不是花費(fèi)在實(shí)驗(yàn)臺上。

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

Scott:?是的，這會讓每個人都更有生產(chǎn)力?？吹矫總€人如何發(fā)展會非常棒！我對這場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)展趨勢剛剛開始。我聽說有幾個實(shí)驗(yàn)室擁有 3D 打印機(jī)，許多實(shí)驗(yàn)室對你們的機(jī)器人平臺感興趣，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。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:?很多時候，作為一名研究人員，你會創(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)。

舉個例子，我們實(shí)驗(yàn)室里有幾個專有的機(jī)器人平臺，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)常會遇到限制——有時候這真的令人沮喪，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)時回應(yīng)反饋。但是有了你們在 Slack 上提供的支持，真是太棒了。你知道嗎？我會在那里發(fā)布一些問題，通常比預(yù)期的要快得多，我就會收到回復(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。