التهجين في الموقع ( ish ) هو أداة أساسية في علم الأحياء الجزيئي والبحوث الطبية ، ويوفر البيانات الرئيسية لتشخيص الأمراض ، تحليل الجينات الوظيفية والبيولوجيا التنموية من خلال الكشف عن التعريب و التعبير عن تسلسل الحمض النووي في الأنسجة أو الخلايا . ومع ذلك ، هناك العديد من المشاكل في وضع التشغيل اليدوي التقليدي ، مثل انخفاض الكفاءة التجريبية ، وضعف التكرار ، وارتفاع مخاطر الأخطاء البشرية . جنبا إلى جنب مع مزيج من المجهر الضوئي ، ميكروفلويديك ، جزءا لا يتجزأ من نظام التحكم و منظمة العفو الدولية الخوارزمية ، التهجين في الموقع هو النامية من دليل التشغيل ، شبه التلقائي ، كامل تدفق منظمة العفو الدولية بمساعدة منصة ذكية ، مما دفع الدقة التجريبية ، تدفق والتكرار إلى مرحلة جديدة .

القيود المفروضة على العمليات اليدوية التقليدية : التحديات المزدوجة الكفاءة والدقة

عملية معقدة وتستغرق وقتا طويلا

التقليدية التهجين في الموقع يحتاج إلى أكثر من عشر خطوات ، مثل عينة ثابتة ، النفاذية ، قبل التهجين ، التهجين ، والغسيل ، والكشف ، وما إلى ذلك ، من ناحية ، تجربة واحدة تستغرق 12-24 ساعة ، والباحثين العلميين يجب أن تكون على واجب في كل عملية ، و كثافة التشغيل كبيرة .

الخطأ البشري يؤثر على نتيجة التكرار

ومن ناحية أخذ العينات ، والتحكم في درجة الحرارة ( على سبيل المثال ، عدم وجود خوارزمية غامض PID يؤدي إلى الفرق في درجة الحرارة أكثر من ± 2 ℃ ) ، وغسل الوقت ليست متسقة ، مما يجعل النتائج التجريبية تذبذب ملحوظ . وأظهرت النتائج أن الفرق في كثافة إشارة مضان يمكن أن تصل إلى أكثر من 30 ٪ في دفعات مختلفة من التجارب تحت دليل التشغيل .

اختناق الكفاءة في تدفق عالية السيناريوهات

في فحص المخدرات أو على نطاق واسع تحليل التعبير الجيني ، دليل التشغيل لا يمكن تلبية الحاجة إلى معالجة عشرات أو مئات من العينات في وقت واحد ، مما يحد من حجم وسرعة البحث .

من " استبدال الميكانيكية " إلى " ذكي الأمثل "

أتمتة وحدة أساسية : دقة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة قفل

غامض PID التحكم في درجة الحرارة الخوارزمية : من خلال التغذية المرتدة في الوقت الحقيقي لضبط قوة التدفئة ، درجة الحرارة تقلب ≤ ± 0.5 ℃ ( على سبيل المثال ، نوع hb-500 وينيد ) ، لضمان خصوصية التهجين .

مختومة تماما نظام مراقبة الرطوبة : الرطوبة الاستشعار الرطوبة وحدة الربط ، والحفاظ على البيئة المختلطة الرطوبة أكثر من 90 ٪ RH ، ومنع عينة من التطاير .

التلقائي تصميم فتحة الشريحة : دعم " فتح الغطاء هو عملية " واسطة ، والحد من الاتصال اليدوي ، والحد من مخاطر التلوث .

عملية التكامل : من " عملية تدريجية " إلى " مفتاح واحد تشغيل "

تبديل طبيعة التهجين عملية التكامل : من خلال التحكم في نظام مضمن ، الحمض النووي المزدوج تقطعت بهم السبل ( 95 ℃ 5-10 دقائق ) و التهجين فعل ( 42 ℃ 12-16 ساعة ) يمكن أن تكتمل تلقائيا ، واختصار الوقت التجريبي أكثر من 50 ٪ .

التدرج في الغسيل الآلي : المدمج في نظام ضخ متعدد تركيز محلول الغسيل ( 2 × 1 × SSC ، الخ . ) ، دقة التحكم في درجة حرارة الغسيل ( 37 ℃ ) و الوقت ( 10-15 دقيقة / مرة ) ، والحد من التدخل في الخلفية إشارة .

الربط الذكي و تتبع البيانات

في الوقت الحقيقي منحنى درجة الحرارة التصور : 7 بوصة شاشة تعمل باللمس أو الهاتف المحمول التطبيق لرصد عملية تجريبية ، ودعم تصدير البيانات وتخزينها .

منظمة العفو الدولية بمساعدة تحليل النتائج : جنبا إلى جنب مع عمق التعلم الخوارزمية ، مضان كثافة إشارة نمط التوزيع تلقائيا تحديد مستوى التعبير الجيني المستهدف كميا .

منظمة العفو الدولية بمساعدة منصة ذكية : بدء عصر التهجين في الموقع بدون طيار

التكيف الأمثل المعلمات التجريبية

منظمة العفو الدولية تلقائيا يوصي أفضل مزيج من المعلمات من خلال تحليل البيانات التاريخية ( مثل درجة الحرارة ، الرطوبة ، وقت العبور و قوة الإشارة ) .

الكشف عن الشواذ و تصحيح الخطأ في الوقت الحقيقي

آلة نظام الرؤية في الوقت الحقيقي رصد حالة الشريحة ( على سبيل المثال ، عينة والتجفيف ، يدقق في التجميع ) ، من خلال خوارزمية منظمة العفو الدولية القاضي غير طبيعي ، مما اثار إنذار أو تلقائيا ضبط المعلمات .

كامل عملية أتمتة الروبوت التعاون

جنبا إلى جنب مع تقنية التحكم في التدفق الجزئي مناور ، سلسلة كاملة من التشغيل الآلي من عينة التحميل ، رد فعل الصليب إلى نتيجة التحليل يتحقق .

توسيع نطاق تطبيق المشهد : من البحوث الأساسية إلى التشخيص السريري

دقة تشخيص الورم

التلقائي منصة يمكن بسرعة الكشف عن علامات مثل سرطان الرئة EGFR طفرة HER2 التضخيم ، وما إلى ذلك ، من أجل توفير الأساس الجزيئي استهداف العلاج . وأظهرت الدراسة أن الأسماك بمساعدة منظمة العفو الدولية اختبار يقلل من وقت التشخيص من 48 ساعة إلى 8 ساعات و 99.2 في المائة وفقا لمعيار الذهب .

الكشف عن مسببات الأمراض والصحة العامة

في تشخيص العدوى الفيروسية مثل فيروس الورم الحليمي البشري ، فيروس الورم الحليمي البشري ، وما إلى ذلك ، تدفق عالية منصة التشغيل الآلي يمكن تحقيق سريع فحص الآلاف من العينات يوميا .

دراسات في علم الأحياء التطويري وعلم الأعصاب

جنبا إلى جنب مع تقنية التصوير في الجسم الحي ، منظمة العفو الدولية منصة يمكن أن تساعد في الوقت الحقيقي رصد التغيرات الدينامية في التعبير الجيني في الأجنة الزرد والكشف عن الآليات العصبية مثل حاسة الشم الإدراك والسلوك الإنجابي .

خامساً - الآفاق المستقبلية : التقارب التكنولوجي الذي يدفع الصناعة إلى التغيير

رقاقة ميكروفلويديك و خلية واحدة القرار

microfluidic تقنية يمكن تحقيق مستوى خلية واحدة التهجين في الموقع ، جنبا إلى جنب مع منظمة العفو الدولية خوارزمية تحليل التباين الخلوي ، وتعزيز المكروية الورم و التفاعل بين الخلايا المناعية ، وهلم جرا .

دمج البيانات المتعددة الوسائط

التهجين في الموقع ( ish ) ، والفضاء transcriptomics ( STM ) و التصوير في الجسم الحي ( IVI ) بيانات متكاملة لبناء نموذج عبر نطاق التعبير الجيني والبروتين وظيفة الخلية السلوك .

سحابة الإدارة التجريبية والتعاون عن بعد

من خلال تقنية 5G + منظمة العفو الدولية ، في الوقت الحقيقي تحميل وتبادل البيانات التجريبية يمكن أن تتحقق في جميع أنحاء العالم .

خاتمة

أتمتة intellectualized الانتقال من التهجين في الموقع ليس فقط رفع مستوى التكنولوجيا ، ولكن أيضا تغيير نموذج البحث في علوم الحياة . من " الحرفيين " إلى " منظمة العفو الدولية " العلماء " هذه العملية هو تشكيل الكفاءة التجريبية ، ونوعية البيانات ، والبحث العلمي الحدود . في المستقبل ، جنبا إلى جنب مع التحسين المستمر منظمة العفو الدولية الخوارزمية ، وتعميق التكامل متعدد التقنيات ، التهجين في الموقع سوف تتحرك نحو مرحلة جديدة من تدفق أعلى ، أعلى دقة وأكثر ذكاء ، وتوفير أداة قوية لاستكشاف صحة الإنسان وعلوم الحياة .