OpenLH: Offenes Liquid-Handling-System für kreatives Experimentieren mit der Biologie - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

Wir sind stolz, diese Arbeit auf der International Conference on Tangible, Embedded and Embodied Interaction (TEI 2019) präsentieren zu können. Tempe, Arizona, USA | 17.-20. März.

Alle Assembly-Dateien und Anleitungen sind hier verfügbar. Die neueste Codeversion ist auf GitHub verfügbar

Bauen/erbauen? Schreiben Sie uns an [email protected]! Wir würden gerne Ihre Arbeit auf unserer Website kennen, unterstützen und sogar vorstellen.

Warum haben wir das gebaut?

Liquid-Handling-Roboter sind Roboter, die Flüssigkeiten mit hoher Genauigkeit bewegen können, wodurch Experimente mit hohem Durchsatz wie groß angelegte Screenings, Bioprinting und die Ausführung verschiedener Protokolle in der molekularen Mikrobiologie ohne menschliche Hand durchgeführt werden können. Die meisten Liquid-Handling-Plattformen sind auf Standardprotokolle beschränkt.

Der OpenLH basiert auf einem Open-Source-Roboterarm (uArm Swift Pro) und ermöglicht kreative Erkundungen. Mit der Senkung der Kosten für präzise Roboterarme wollten wir einen Liquid-Handling-Roboter entwickeln, der einfach zu montieren ist, aus verfügbaren Komponenten besteht, so genau wie Goldstandard ist und nur etwa 1000 $ kostet. Darüber hinaus ist der OpenLH erweiterbar, was bedeutet, dass weitere Funktionen hinzugefügt werden können, z. Um den Arm zu steuern, haben wir eine einfache Blockschnittstelle und einen Bild-zu-Druck-Schnittstellenblock für Bioprinting-Bilder erstellt.

Wir wollten ein Tool entwickeln, das von Studenten, Biokünstlern, Biohackern und kommunalen Biologielaboren auf der ganzen Welt verwendet wird.

Wir hoffen, dass mit OpenLH in Umgebungen mit geringen Ressourcen mehr Innovationen entstehen können.

Schritt 1: Materialien

www.capp.dk/product/ecopipette-single-chann…

store.ufactory.cc/collections/frontpage/pr…

openbuildspartstore.com/c-beam-linear-actu…

openbuildspartstore.com/nema-17-stepper-mo…

www.masterflex.com/i/masterflex-l-s-platin…

Schritt 2: Der OpenLH hat 3 Hauptteile

1. Der Pipettier-Endeffektor.

2. Eine uArm Swift Pro-Basis

3. Eine Spritzenpumpe mit Linearantrieb.

* uArm Swift Pro kann auch als Lasergravierer, 3D-Drucker und mehr verwendet werden, wie hier zu sehen

Schritt 3: So bauen Sie den Endeffektor auf

1. Demontieren Sie eine alte Pipette und behalten Sie nur den Hauptschaft.

Wir haben eine CAPP Ecopipette verwendet, da sie einen Aluminiumschaft und "O-Ringe" hat, die sie luftdicht machen. (A-C)

Andere Pipetten könnten wahrscheinlich funktionieren.

2. 3D-Drucken Sie die Teile mit PLA und montieren Sie sie (1-6)

Schritt 4: Herstellen einer Spritzenpumpe

1. Verwenden Sie einen Linearaktuator Open Builds.

2. Verbinden Sie 3D-gedruckte PLA-Adapter.

3. Setzen Sie eine 1-ml-Spritze ein.

4. Verbinden Sie die Spritze mit einem flexiblen Schlauch mit dem Endeffektor.

Schritt 5: Einrichten

Sichern Sie alle Teile an einem dafür vorgesehenen Arbeitsbereich

Sie können den uArm direkt an Ihre Bank oder in Ihre biologische Haube anschließen.

Installieren Sie Python- und Blockly-Schnittstellen:

Python-Schnittstelle #### Wie verwende ich die Python-Schnittstelle? 0. Stellen Sie sicher, dass Sie `pip install -r requierments.txt` ausführen, bevor Sie beginnen 1. Sie können die Bibliothek in pyuf verwenden, ist unsere Modifikation für die Version 1.0 der uArm-Bibliothek. 2. Als Beispiele können Sie einige Skripte im Ordner **scripts** sehen. #### Wie verwende ich das Druckbeispiel? 1. Nehmen Sie eine **.png** des Beispiels, das Sie drucken möchten. 2. Führen Sie `./convert.sh your_pic.png` aus und passen Sie den Pfad in `test_print.py` entsprechend an, um `your_pic.png.coords` zu verwenden. 3. Führen Sie `python test_print.py` mit angeschlossenem Roboter aus

### Blockly-Schnittstelle 1. Stellen Sie sicher, dass Sie `pip install -r requierments.txt` ausgeführt haben, bevor Sie beginnen. 2. Führen Sie `python app.py` aus. Dadurch wird der Webserver geöffnet, der die Blockly-Anzeige anzeigt. 3. Führen Sie in einer anderen Konsole `python listener.py` aus, die die Befehle zum Senden an den Roboter empfängt. 4. Jetzt können Sie das Blockly aus dem Link verwenden, der nach dem Ausführen von `python app.py`. angezeigt wird

Schritt 6: Programmarm mit Blockly

Serielle Verdünnungen werden von Liquid Handlern durchgeführt, was Zeit und Mühe für ihre menschlichen Bediener spart.

Unter Verwendung einer einfachen Schleife, um sich von verschiedenen XYZ-Koordinaten zu bewegen und Flüssigkeiten mit der E-Variablen zu handhaben, kann ein einfaches Flüssigkeitshandling-Experiment vom OpenLH programmiert und ausgeführt werden.

Schritt 7: Drucken Sie Mikroorganismen mit Pic, um Block zu drucken

Mit dem Bit-to-Print-Block können Sie ein Bild hochladen und von OpenLH drucken lassen.

Definieren Sie Startpunkt, Spitzenposition, Biotintenposition und Ablagerungspunkt.

Schritt 8: Effektives Liquid Handling

Der OpenLH ist überraschend genau und hat einen durchschnittlichen Fehler von 0,15 Mikroliter.

Schritt 9: Einige zukünftige Gedanken

1. Wir hoffen, dass viele Leute unser Tool nutzen und Experimente durchführen, die sie sonst nicht machen könnten.

Wenn Sie unser System verwenden, senden Sie Ihre Ergebnisse bitte an [email protected]

2. Wir fügen eine OpenMV-Kamera für die intelligente Kolonieauswahl hinzu.

3. Wir untersuchen auch die Zugabe von UV zur Vernetzung von Polymeren.

4. Wir schlagen vor, die Reichweite mit einem Schieberegler zu erweitern, wie von https://www.instructables.com/id/How-to-Combine-UA beschrieben…

Darüber hinaus ist der uArm um viele andere Sensoren erweiterbar, die nützlich sein können, wenn Sie Ideen haben, lassen Sie es uns wissen!

Hoffe, Sie haben unser erstes instructable genossen!

Das Team des Media Innovation Lab (miLAB).

„Ich mache Fehler, wenn ich erwachsen bin. Ich bin nicht perfekt; Ich bin kein Roboter.“- Justin Bieber