Refleksja badawcza: Pierre Baillargeon, Scripps Research

W tym tygodniu tematem przewodnim badań jest Pierre Baillargeon, starszy inżynier robotyki w Zakładzie Medycyny Molekularnej Instytutu Badawczego Scripps. Jego praca skupia się głównie na wykorzystaniu drukarek 3D i automatyzacji w celu usprawnienia rozwoju testów, zarządzania związkami i badań przesiewowych o ultrawysokiej przepustowości dla grupy ds. identyfikacji substancji wiodących na wydziale.

Strategie automatyzacji, od podstaw

Rola pana Baillargeona w departamencie polega na projektowaniu rozwiązań, które usprawniają pracę i zwiększają możliwości osób z jego otoczenia. W tym celu opracował platformy automatyzacji laboratoriów z wykorzystaniem nowatorskiego oprogramowania i sprzętu, a także prowadzi prace inżynieryjne we własnym zakresie, w szczególności z wykorzystaniem druku 3D. Pracuje również z różnymi narzędziami z zakresu cheminformatyki, administracji bazami danych, elektroniki i elektromechaniki. Jak wyjaśnił pan Baillargeon, projekty, nad którymi pracuje, dotyczą szerokiego zakresu zastosowań, a nie tylko jednego.

"Wiele z naszych projektów wewnętrznych jest specyficznych dla pracy w naszym laboratorium, ale niektóre z narzędzi, które wykorzystujemy w naszych wewnętrznych pracach inżynierskich, rzeczywiście zyskały uznanie w innych laboratoriach w Scripps. W szczególności, kilka lat temu stworzyliśmy stację roboczą druku 3D, gdzie użytkownicy mogli zostać przeszkoleni w zakresie obsługi naszych drukarek 3D, a następnie przynieść modele CAD, aby stworzyć potrzebne im części. Opublikowaliśmy również jedną z naszych prac związanych z drukiem 3D, gdzie stworzyliśmy niestandardowe półki inkubatora do badań przesiewowych o wysokiej wydajności, aby wspierać badania sferoidów 3D."

Drukarki 3D i automatyzacja

Niedawno spotkałem Pana Baillargeona na Sympozjum Zarządzania Próbkami Society for Laboratory Automation and Screening (SLAS) w Bostonie, MA, gdzie przedstawił prezentację na temat tego, jak rozwijana przez niego technologia może być wykorzystana w protokołach przesiewowych o wysokiej wydajności i podkreślił otwartą naturę swojej pracy.

"Ostatnio opublikowaliśmy w JoVE nasze niestandardowe 96- i 384-dołkowe panele świetlne RGB LED kompatybilne z mikropłytkami - nasze wideo jest dostępne bez paywalla JoVE i w SLAS Technology. Różne zastosowania dla tych paneli świetlnych zostały wykonane, w tym ręczne cherry-picking, wycieczki laboratoryjne, a ostatnio, zapewniając oświetlenie stroboskopowe dla mikrozaworów dispense QC. Zaprezentowaliśmy również nasze wytrząsarki orbitalne na Sympozjum SLAS dotyczącym zarządzania próbkami, które wykorzystujemy w naszym laboratorium. Ostatnio opublikowano instrukcję ich montażu, aby pomóc innym osobom, które chciałyby zrobić to samo."

Najnowszym projektem pana Baillargeona jest open-source'owy dozownik mikropłytek. "Opracowaliśmy platformę testową do użytku z zaworami mikrosolenoidowymi, które następnie zintegrowaliśmy z ploterem piórkowym o otwartym kodzie źródłowym, który jest w stanie dozować do mikropłytek. Ten projekt to wciąż praca w toku, ale mamy funkcjonalny dowód koncepcji, która działa w tym momencie. Ostatnio zaprezentowaliśmy ten projekt na SLAS 2020 w San Diego kilka miesięcy temu i jest dostępny do streamingu tutaj pod tytułem, 'Leveraging Open source Electronics for Rapid Development of Custom Laboratory Devices'."

Przyszłość druku 3D w laboratorium i nie tylko

Gdzie więc, zdaniem Pana Baillargeona, ten rodzaj technologii open-source, DIY doprowadzi w przyszłości?

"Myślę, że tego typu rozwiązania staną się bardziej powszechne, ponieważ oprogramowanie i narzędzia sprzętowe, które są wykorzystywane do ich tworzenia stają się bardziej przystępne i bardziej przyjazne dla użytkownika, z niższą krzywą uczenia się. Obszar druku 3D jest tego dobrym przykładem, ale dotyczy to również elektroniki i wielu narzędzi do projektowania (na przykład CAD) oraz tworzenia oprogramowania, które wcześniej były niedostępne dla niewykwalifikowanych użytkowników. Widzę w Scripps wielu użytkowników końcowych, którzy są upoważnieni do tworzenia rzeczy na potrzeby własnych projektów, co wcześniej wymagałoby zlecania tego firmom inżynierskim, projektowym i produkcyjnym."

Podczas gdy wiele laboratoriów jest obecnie zamkniętych z powodu pandemii COVID-19, co potencjalnie skutkuje dłuższym okresem adopcji rozwiązań opisanych przez Pana Baillargeona, wspomniał on, że jest również miejsce dla technologii druku 3D, które mogą pomóc w walce z chorobą.

"Myślę, że druk 3D może pomóc w niektórych obszarach. Dobrym przykładem są zgłaszane niedobory środków ochrony osobistej (PPE). Wiele społeczności zajmujących się drukiem 3D produkuje osłony twarzy, korzystając z opublikowanych na zasadach open-source projektów, podczas gdy łańcuchy dostaw są przywracane. Istnieje kilka całkiem interesujących filmów na temat tych wysiłków tutaj i tutaj. Myślę, że może to pomóc gospodarce w odbiciu się od dna, ponieważ dostępność środków ochrony indywidualnej jest z pewnością jednym z elementów układanki, które będą potrzebne w przyszłości. Narodowe Instytuty Zdrowia stworzyły również stronę internetową COVID-19 supply chain PPE, gdzie zbierają projekty drukowane w 3D, które zostały zweryfikowane do użytku klinicznego."

"W przypadku COVID-19 największym wyzwaniem była dla mnie praca zdalna. Nie spędziłem jeszcze dużo czasu na myśleniu o tych długoterminowych obawach. Nadal staram się po prostu dostosować do pracy w domu".

LabTAG by GA International jest wiodącym producentem wysokowydajnych etykiet specjalistycznych ai dostawcą rozwiązań identyfikacyjnych stosowanych w laboratoriach badawczych i medycznych, a także w instytucjach opieki zdrowotnej.