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(gè)Opentrons OT-2是一個(gè)自動(dòng)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(duì)給定工作流的最佳處理。本應(yīng)用程序說(shuō)明重點(diǎn)關(guān)注最佳基于使用基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的方法和重量方法進(jìn)行的測(cè)試，使用中心OT-2自動(dòng)處理粘性液體的實(shí)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(mén)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(duì)移液管尖端壁具有較高的附著力，且相對(duì)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(shí)，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?jiǎn)栴}，在吸入后增加一個(gè)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(shí)間離開(kāi)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(zhǎng)的延遲與兩步分配。舉個(gè)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(shí)，可以實(shí)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(lái)處理。油需要完全從墻上滑下來(lái)的時(shí)間更長(zhǎng)，這意味著移液管需要更長(zhǎng)的時(shí)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(duì)尖端的粘附力高于油的粘結(jié)力，清潔分配油需要更長(zhǎng)的液體沉降時(shí)間，導(dǎo)致延遲。根據(jù)油試劑的死體積損失估計(jì)，在吸入和分配步驟后可以實(shí)施更長(zhǎng)的延遲。觸摸提示分配和觸摸提示功能也是通過(guò)增加更快的分配速度來(lái)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(yàn)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(shí)驗(yàn)室器皿的輪廓，我們開(kāi)發(fā)了使用OT-2的粘性液體處理的優(yōu)化策略。本研究?jī)H限于視子GEN2單通道移液管的粘性液體處理能力。所實(shí)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(shí)，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(jí)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(jí)增長(zhǎng)，我們選擇了10%、90%和99%的甘油進(jìn)行參數(shù)開(kāi)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(hào)管機(jī)架適配器放置在7號(hào)機(jī)架上。測(cè)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(guò)濾器提示和P1000過(guò)濾器提示。采用集成溫度計(jì)和濕度計(jì)。

重量測(cè)試方法
重量測(cè)試是在一個(gè)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(gè)單獨(dú)的工作臺(tái)上，以隔離由OT-2產(chǎn)生的振動(dòng)。甘油的濃度分別為10%，90%和99%分子級(jí)水在重量測(cè)試臺(tái)上進(jìn)行了測(cè)試。. 3體積1uL、10μL和20μL用P20 GEN2移液管測(cè)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(cè)試的室溫環(huán)境溫度為23°C~32°C，相對(duì)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(cè)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(dòng)態(tài)粘度。甘油的動(dòng)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(duì)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(guò)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(shí)間和較慢的提取速率。高粘性液體需要較低的吸出時(shí)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(guò)緩慢的抽吸和允許足夠的沉降時(shí)間來(lái)抽吸液體來(lái)克服這些粘附力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，柱塞的液體吸入運(yùn)動(dòng)與被吸入液體所花費(fèi)的時(shí)間之間的滯后時(shí)間可以被沉降時(shí)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(shí)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(guò)在尖端的狹窄區(qū)域內(nèi)同步液體的流動(dòng)來(lái)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(méi)有變化，抽吸和分配后的參數(shù)保持不變。如表2所示，整個(gè)優(yōu)化后的配藥過(guò)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(cè)試結(jié)果驗(yàn)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(shí)現(xiàn)和較低的流量和臨界沉降時(shí)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(duì)于液體分配來(lái)說(shuō)過(guò)低或過(guò)高，則可以在吸氣前實(shí)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(shí)驗(yàn)室器皿中。

綜上所述，OT-2、GEN2單通道移液管和過(guò)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(kāi)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(gè)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(kāi)始分配。保持一個(gè)穩(wěn)定的半月板會(huì)導(dǎo)致清潔的分配和井噴。圖A1說(shuō)明了與較高流速相關(guān)的問(wèn)題：即如果爆炸內(nèi)多余的液體沒(méi)有被清除，就會(huì)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(huì)導(dǎo)致死容量。因此，保持一個(gè)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(dòng)化