本期報導(dǎo)我們采訪到了 YouSeq 的資深科學(xué)家 Tom Huckvale，他將為大家分享他在 YouSeq 如何使用三臺 Opentrons OT-2 自動化移液平臺開發(fā)定制基因面板以及使用磁珠純化 DNA。

?YouSeq 公司成立于2018年，是英國的一家生物技術(shù)公司，專門設(shè)計、開發(fā)并制造易于使用的下一代DNA測序（NGS）試劑盒、面板和試劑。

我們采訪了 YouSeq 公司的資深科學(xué)家 Tom Huckvale ，他為我們分享了 YouSeq 如何使用三臺 Opentrons OT-2 自動化移液平臺開發(fā)定制基因面板以及使用磁珠純化DNA。

Opentrons: 您的 OT-2 移液平臺主要應(yīng)用與哪些具體工作，它們?nèi)绾芜m應(yīng)您的工作流程？

Tom Huckvale:?首先，它們被用于提取引物。我們的 NGS 面板引物對來自制造商的96孔板。我們需要從特定板上的特定孔中獲取特定體積的引物，并將其混合到單個管中-這樣我們就有了用于 NGS 試劑盒的單獨(dú)引物池。

有時，我們會希望將每個[引物]的等量體積混合到一個管中。然而，隨著我們的需求越來越多，我們也開始嘗試更多不同的方案。例如，我們可能需要處理成千上萬的引物，并希望從一百多個板中取出每個引物的不同體積，然后放入單個管中進(jìn)行反應(yīng)。我們可能不會希望從一塊板上取走所有的東西，我們可能只取走一部分，然后再從另一塊板上取走一些。因此，這就是 Opentrons 移液平臺的應(yīng)用價值所在。

這些移液平臺的優(yōu)點(diǎn)在于獨(dú)特的開放性，我們可以建立龐大的數(shù)據(jù)庫，包含所有的引物、所有的引物對、它們的表現(xiàn)以及已經(jīng)完成的質(zhì)控。所有這些參數(shù)都可以用來創(chuàng)建成移液平臺可以讀取的電子表格。在使用許多其他設(shè)備廠商的軟件時，您通常會受到他們軟件處理方式的限制。存在許多專有的文件格式。但對于OT-2 而言，我們只需給 OT-2 提供很常見的 CSV 文件，其中包含體積、孔位 ID、所需位置等信息，OT-2 可以完美地轉(zhuǎn)化這些信息，然后執(zhí)行操作。

我們還擁有另一臺帶有磁性模塊的 Opentrons 移液平臺，位于另一個房間中，用于使用磁珠進(jìn)行 DNA 純化。我們的許多實驗都涉及到反應(yīng)板，而手工使用磁珠來進(jìn)行反應(yīng)板的清洗是很麻煩的。我和同事 Daniel 從零開始，花了一周時間開發(fā)出適合這種移液平臺的磁珠清洗方法。每次執(zhí)行都非常出色，因此我們可以將其用于整個 96 孔板的 DNA 清洗工作，OT-2 移液平臺可以在后臺自動完成。

實話說，我們自己也可以手動完成這項工作，而且由于我們經(jīng)常進(jìn)行磁珠清洗工作，因此我們做起來也很快。僅僅從磁珠清洗的速度而言，自動化并沒有節(jié)省多少時間。但是，能夠設(shè)置任務(wù)并利用這段時間撰寫實驗報告、提出新想法、進(jìn)行其他工作，這確實非常重要。您可以將這些簡單的重復(fù)性工作交給移液平臺去做，相信它的表現(xiàn)與您的手工操作相差無幾。

Opentrons: 我了解到您一直在使用 Python 編寫協(xié)議腳本。您為什么選擇這種方法，而不是使用 Protocol Designer ？

Tom:?我們曾經(jīng)使用過 Opentrons Protocol Designer 應(yīng)用程序來制定協(xié)議。對于使用移液平臺的用戶來說，它的使用技術(shù)門檻很低，操作效果非常好。但這種方法有一些局限性，特別是在磁珠清洗方面。您無法使用 Protocol Designer 應(yīng)用程序編寫使用磁性模塊的協(xié)議。

因此，我們研究了Python腳本，發(fā)現(xiàn)它們實際上非常簡單易懂，特別是借助Opentrons網(wǎng)站上的Opentrons API。此外，為了方便參考，我們可以將相關(guān)信息打印成PDF文件，隨時在旁邊查看。這樣，您可以在腳本中找到任何想要執(zhí)行的操作。雖然初次設(shè)置需要花費(fèi)一些時間，但一旦設(shè)置好并運(yùn)行起來，幾乎無需任何額外的輸入。

Opentrons: 我本來想問您為什么選擇 Opentrons 而不是更大的制造商，但我不知道您是否能回答這個問題，因為您加入公司時這些設(shè)備就已經(jīng)存在了。

Tom:?我們所處的市場中，存在一些非常大的參與者。這些大公司通常有很高的進(jìn)入門檻，需要大量的前期投資。由于我們公司資金有限，我們必須合理地利用我們的初創(chuàng)資金，并盡可能保持對公司的控制。為了在價格和產(chǎn)品質(zhì)量上與這些大公司競爭，我們需要引入自動化技術(shù)。自動化可以降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，使我們的產(chǎn)品更具競爭力。

使用 Opentrons 意味著我們不需要為了編寫協(xié)議而訂閱或?qū)W習(xí)新軟件。在以前使用自動化的工作中，您需要學(xué)習(xí)特定制造商特定機(jī)器人的新軟件。學(xué)習(xí)特定設(shè)備的特定軟件的操作需要幾周的時間，通常當(dāng)一個人學(xué)會如何使用之后，這臺設(shè)備就只能由這個人來操作。

我們希望公司里的每個人都能為這些 Opentrons 機(jī)器人編寫腳本。我希望看到十臺設(shè)備并排放在實驗臺上，公司里的每個人至少在某些時候能與它們有一些互動，即使你只是為了好玩或嘗試新事物而使用。

Opentrons: 您提到，有了 OT-2 后，你們在面對更大、更有資歷的公司時具備了競爭力。如果您沒有實現(xiàn)自動化，您認(rèn)為業(yè)務(wù)會有何不同？

Tom: 我認(rèn)為如果我們沒有實現(xiàn)自動化，我們就只能提供更少、更簡單的產(chǎn)品，而且可能只有少數(shù)幾種。另外，我們也將難以承接新的訂單。由于自動化技術(shù)的開放性，我們現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了與 OT-2 的良好集成，一旦有定制訂單，OT-2 也可以非常快速地投入使用。當(dāng)然，我們還需要解凍一些試劑，但一旦所有東西都解凍了，您可以在半小時或 20 分鐘內(nèi)收到訂單并開始制備實驗孔板。如果我們手工操作，將無法達(dá)到這樣的速度。

此外，手工操作可能會有失誤，從而帶來真正的麻煩。我們需要一個始終表現(xiàn)良好的東西。如果能夠?qū)⑵鋸腻e誤中解放出來，這聽起來有些令人傷感，但是將實驗從人為錯誤中解放出來，這確實更能讓客戶滿意。

Opentrons: NGS（下一代測序技術(shù)）本質(zhì)上就是要求高通量、更快、更便宜、更精確。實驗室自動化如何影響您的實驗通量和精確度？

Tom:? 就這些產(chǎn)品的研發(fā)而言，我們可以做得更多。如果我要設(shè)計一個必須手工完成的實驗，那么在很多時候我能夠測試的變量就會減少。使用實驗室自動化移液平臺，你可以對許多實驗進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。例如，在引物池中，你可以調(diào)整體積和濃度，進(jìn)行單獨(dú)的測定，這實際上是你無法用手完成的。這可能需要花費(fèi)你幾天的時間，而且會讓你崩潰的。

使用自動化移液平臺……你可以調(diào)整體積和濃度，進(jìn)行單獨(dú)的測定，這實際上是你無法用手完成的。這可能需要花費(fèi)你幾天的時間，而且會讓你崩潰的。但是你可以在一個下午就讓機(jī)器人完成這些工作。

這意味著你可以更快地獲得更好的產(chǎn)品。你可以優(yōu)化你的許多流程。你可以更快地得到答案。你可以嘗試更多的事情，這意味著你可以用更少的步驟得到你喜歡的產(chǎn)品質(zhì)量。

總的來說，這產(chǎn)生了很大的影響。毫無疑問，我會向所有人推薦 Opentrons 。我們有客戶想要進(jìn)入 NGS 領(lǐng)域，他們來找我們?yōu)樗麄冊O(shè)計面板。但我們也建議他們研究 Opentrons 和在機(jī)器人上完成磁珠純化的工作。我們與他們共享腳本，然后他們就可以開始運(yùn)行。Opentrons 提供了這方面的幫助。沒有專有的文件格式，沒有安全問題。你不需要特殊的密碼。你只需發(fā)送一個文本文件，他們就可以讓機(jī)器人讀取，無論距離有多遠(yuǎn)，同樣的事情都能在實驗室里發(fā)生。

YouSeq 的理念之一是 NGS 根本不需要復(fù)雜化。很多實驗室都想做 NGS，但看到很多行話，很多東西真的沒有意義，聽起來真的很復(fù)雜，你不需要大量的數(shù)據(jù)，你不需要特殊的工具……我們想說 NGS 其實不是這樣的，它真的很簡單，我們會教你如何做到這一點(diǎn)。Opentrons 也符合這種理念。很高興能找到與我們思維方式相同的公司。無論如何，我們都非常尊重 Opentrons 所做的事情，所以我們也想支持這一點(diǎn)。碰巧他們的東西很有效，我們也很喜歡它。

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