Carlos Goller 使用 Opentrons 系列設(shè)備，包括 OT-2、開源 API、磁性模塊和熱循環(huán)模塊，在北卡羅來納州立大學(xué)教授生物技術(shù)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室課程。

本期我們采訪的客戶 Carlos C. Goller 是北卡羅來納州立大學(xué) (NCSU)生物科學(xué)系副教授，為本科生和研究生教授生物技術(shù)。他在生物技術(shù)和分子實(shí)驗(yàn)室課程中，使用到了 Opentrons OT-2 自動(dòng)化移液機(jī)器人、溫控模塊、磁性模塊和熱循環(huán)模塊等進(jìn)行教學(xué)。本期 Carlos 將為我們分享他的使用體驗(yàn)。

Opentrons: 請(qǐng)簡單介紹一下您的研究背景。

Carlos Goller: 我是北卡羅來納州立大學(xué)生物技術(shù)項(xiàng)目的助理教授，也是一名微生物學(xué)家，本科時(shí)還在馬薩諸塞州的一所小型工程學(xué)校學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)建模。我在埃默里大學(xué)獲得了微生物學(xué)和分子遺傳學(xué)博士學(xué)位。博士生學(xué)習(xí)期間，我在研究大腸桿菌生物膜的形成，同時(shí)在學(xué)校教書和上課。后來，我在杜克醫(yī)學(xué)中心做博士后研究，專注于傳染病和抗感染藥物課題，這段經(jīng)驗(yàn)讓我第一次體驗(yàn)到了實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化。

Opentrons: 您的研究項(xiàng)目是什么？

Carlos Goller:?我在 NCSU 向?qū)W生教授生物技術(shù)，有時(shí)還向教職員工教授生物技術(shù)。在我的課程中，我們使用 OT-2 自動(dòng)化移液機(jī)器人和 Zymo 研究套件進(jìn)行 DNA 和 RNA 提取。我們現(xiàn)在有一個(gè) Opentrons 熱循環(huán)模塊，并將嘗試制作我們自己的 RNAseq 庫。

Opentrons: 您為什么選擇 OT-2 ？

Carlos Goller:?作為杜克大學(xué)的博士后研究員，我和 Pat Seed 博士輪流使用一個(gè)多通道移液器篩選了 2500 種化合物。我們的檢測目標(biāo)是找出對(duì)尿路致病性大腸桿菌莢膜生物合成具有良好活性的化合物。在北卡羅來納州立大學(xué)，我們購買了一臺(tái) ePMotion 5075 液體處理機(jī)器人，并在接下來的幾年實(shí)驗(yàn)工作中持續(xù)運(yùn)行使用。我們還申請(qǐng)了內(nèi)部資金購買 Opentrons 自動(dòng)化移液平臺(tái)。

與其他實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化設(shè)備相比，OT-2 的價(jià)格實(shí)惠，對(duì)于普通教學(xué)實(shí)驗(yàn)室而言不會(huì)產(chǎn)生太大預(yù)算壓力。Opentrons 軟件也是開源的，這一點(diǎn)我們很喜歡。不必被單一軟件捆綁，以及不用獲取許可證，Opentrons 的靈活性是關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。

在編寫代碼方面，多虧了 Opentrons 的在線協(xié)議編輯器，讓我的學(xué)生們?cè)诓痪邆?Python 基礎(chǔ)的情況下，也能夠通過修改 Opentrons 的開源協(xié)議，以更好地適配他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中的工作流程。

我不想讓我的班級(jí)的 12 個(gè)人全部圍在2臺(tái)機(jī)器人周圍。我們有 2 臺(tái) OT-2 和 ePMotion，所以我把大家分成4 人一組，分別負(fù)責(zé)相應(yīng)的設(shè)備編程設(shè)置工作。通過把團(tuán)隊(duì)拆分成更小的小組，讓所有人都有機(jī)會(huì)嘗試讓機(jī)器運(yùn)行這項(xiàng)挑戰(zhàn)。

在傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)教育環(huán)境中，學(xué)生可能沒有機(jī)會(huì)親身參與到大規(guī)模、高度自動(dòng)化的實(shí)驗(yàn)室研究中。所以，我在北卡羅來納州立大學(xué)提出用機(jī)器人傳授一門課程，并寫了一份 NSF 提案。該提案旨在建立一個(gè)教育工作者網(wǎng)絡(luò)，我與 UNC Chapel Hill 的 Sabrina Robertson 博士一起建立案例研究，向?qū)W生傳授高通量藥物篩選、顯微鏡和其他高通量應(yīng)用的方法。

Opentrons: 您覺得OT-2對(duì)您幫助最大的是哪方面？

Carlos Goller:?OT-2 讓學(xué)生有更多的時(shí)間在設(shè)備上操作，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行故障排除，而不用把時(shí)間浪費(fèi)在繁瑣的工作上。但目前我們遇到了一些小問題——其中一臺(tái) OT-2 無法連接——但這也只是自動(dòng)化過程的一部分，學(xué)生們欣然接受了挑戰(zhàn)。

Opentrons: 您的 OT-2 運(yùn)行體驗(yàn)如何？

Carlos Goller:?去年，我們給一個(gè)研究生提供了第一臺(tái) OT-2，并讓他們從零開始設(shè)置，用水和食用色素進(jìn)行練習(xí)。我們把協(xié)議設(shè)置得相對(duì)復(fù)雜，但這個(gè)學(xué)生只用了兩個(gè)多小時(shí)就弄清楚了如何使用 OT-2。他們非常積極地提出問題——并且任然很有熱情地投入研究工作中！

Opentrons: 在您擁有OT-2之前，您使用過其他實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化設(shè)備嗎？您對(duì)實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化過程的期望是什么？

Carlos Goller: 我曾經(jīng)使用過 ePMotion 5075，并創(chuàng)建了幾個(gè)腳本來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 HIT 采摘、藥物篩選、細(xì)菌稀釋和 qPCR。作為一個(gè)工程師而言，我很喜歡自動(dòng)化。

Opentrons: 您有進(jìn)行其他項(xiàng)目自動(dòng)化的計(jì)劃嗎？

Carlos Goller:?我們正在努力開發(fā)一個(gè)高通量測序的操作課程。我們可以使用流式細(xì)胞儀以及 Opentrons OT-2 自動(dòng)化移液機(jī)器人進(jìn)行課程。我希望通過這兩套儀器的組合可以幫助一年級(jí)和二年級(jí)的學(xué)生更好地理解高通量的操作方法。

Opentrons: 您還有其他關(guān)于 OT-2 的使用體驗(yàn)想要分享的嗎？

Carlos Goller: ?今年我們將更加深入地研究實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化。 我們一直在與 Opentrons 合作開展一個(gè)公民科學(xué)項(xiàng)目，并困擾了 Opentrons 支持團(tuán)隊(duì)的 Max Marrone（他非常棒?。?。該項(xiàng)目旨在尋找一種奇怪的微生物，它可以吸收液態(tài)金并將其沉淀成納米顆粒，所以 對(duì)于學(xué)生來說，這確實(shí)是一個(gè)很好的吸引，但我們對(duì)他們的基因組或表達(dá)的基因知之甚少。

在今年，我們非常關(guān)注實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化。我們?cè)谂c Opentrons 合作開展一個(gè)全民科學(xué)項(xiàng)目，我們與 Opentrons 的應(yīng)用支持團(tuán)隊(duì)的 Max Marrone 一起攻克難題，他給了我們很棒的支持！該項(xiàng)目是關(guān)于尋找一種可以吸收液態(tài)金并將其沉淀成納米顆粒的特殊微生物，這對(duì)學(xué)生來說是一個(gè)非常好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。

我們還與Zymo合作，在OT-2上實(shí)現(xiàn)mag磁珠、trizol和RNA-seq協(xié)議的自動(dòng)化。我們的目標(biāo)是每個(gè)小組都將接受為期6周的半學(xué)期項(xiàng)目挑戰(zhàn)，他們會(huì)學(xué)習(xí)如何使用OT-2進(jìn)行RNA提取。我們購買了Opentrons移液器、Opentrons磁性模塊和Opentrons溫度模塊來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

我們意識(shí)到我們可能無法完全實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，但我們會(huì)不斷嘗試這些具有挑戰(zhàn)性、涉及多種技術(shù)和故障排除協(xié)議的項(xiàng)目。

我相信這些課程能夠?yàn)閷W(xué)生提供寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)此我真的感覺很榮幸。使用OT-2的體驗(yàn)真的很開心。