Opentrons OT-2
Доступный настольный робот для автоматического дозирования жидкостей с открытым исходным кодом. Управляется через Python API, поддерживает 11 позиций деки, объёмы 1-1000 мкл (пипетки GEN2), модули магнитной сепарации, температурного контроля и термоциклирования. Ориентирован на исследовательские лаборатории.
ООО «Спин Аналитика» не осуществляет продажу оборудования. Платформа является информационно-навигационным сервисом.
Ключевые характеристики
| Тип | Настольный робот для дозирования жидкостей (open-source) |
| Масса | ~18 кг (без модулей) |
| Модули | Magnetic Module, Temperature Module, Thermocycler Module, HEPA Module |
| Габариты | 623 x 580 x 410 мм |
| Управление | Python API v2, Protocol Designer, Opentrons App |
| Подключение | Wi-Fi, Ethernet, USB |
| Позиций деки | 11 |
| Типы пипеток | GEN2: P20, P300, P1000 (одно- и 8-канальные) |
| Производитель | Opentrons Labworks Inc., США |
| Электропитание | 100-240 В, 50/60 Гц |
| Диапазон объёмов | 1-1000 мкл |
| Количество пипеток | 1-2 одновременно (левое и правое крепление) |
| Программная платформа | Linux (Raspberry Pi), открытый исходный код |
Описание
Назначение
Opentrons OT-2 - настольный робот для автоматического дозирования жидкостей (liquid handler) от американской компании Opentrons Labworks (Нью-Йорк). Платформа позиционируется как доступная и открытая альтернатива классическим системам Hamilton и Tecan.
Место в линейке
OT-2 - второе поколение роботов Opentrons (после OT-One). Компания также выпускает OT-2 Flex - обновлённую модель с увеличенной декой и поддержкой 96-канальных пипеток. OT-2 остаётся наиболее распространённой моделью благодаря низкой стоимости и обширной пользовательской базе.
Ключевое отличие Opentrons от конкурентов - полностью открытый исходный код аппаратной части и программного обеспечения. Python API позволяет создавать протоколы в привычной среде разработки, не ограничиваясь проприетарным ПО.
Принцип работы
OT-2 использует картезианскую систему координат (XYZ) с линейными приводами для позиционирования одной или двух моторизованных пипеток над декой из 11 позиций. Пипетки GEN2 выпускаются в одноканальном и 8-канальном исполнении с диапазонами 1-20, 20-300 и 100-1000 мкл.
Протоколы описываются на языке Python с использованием библиотеки opentrons. Робот подключается к локальной сети (Wi-Fi или Ethernet) и управляется через браузерное приложение Opentrons App или напрямую через API.
Позиция на рынке
Opentrons OT-2 существенно дешевле классических платформ Hamilton STAR и Tecan Fluent. Стоимость базовой конфигурации OT-2 составляет порядка 25 000 USD, тогда как системы Hamilton и Tecan начинаются от 100 000-200 000 USD. Это сделало OT-2 популярным в академических лабораториях, стартапах и учебных учреждениях.
Открытый исходный код породил активное сообщество, публикующее протоколы на GitHub и в библиотеке Opentrons Protocol Library.
Ключевые технологии
Open-source Python API
Программирование протоколов осуществляется на Python 3 с использованием библиотеки opentrons. API позволяет описывать расположение лабораторной посуды (labware) на деке, задавать последовательности аспирации и дозирования, управлять модулями и обрабатывать ошибки. Скрипты версионируются в системах контроля версий (Git), что обеспечивает воспроизводимость экспериментов.
Alternative Protocol Designer - визуальный конструктор протоколов без написания кода - доступен для пользователей без опыта программирования.
Модульная система
OT-2 поддерживает подключаемые модули, устанавливаемые на позиции деки:
- Magnetic Module GEN2 - магнитная сепарация для очистки нуклеиновых кислот и работы с магнитными частицами
- Temperature Module GEN2 - контроль температуры от 4 до 95°C для инкубации и хранения реагентов
- Thermocycler Module - полноценный термоциклер на 96 лунок, занимающий 2 позиции деки, для амплификации ДНК методом ПЦР
- HEPA Module - фильтрация воздуха внутри корпуса для работы с чувствительными образцами
Пипетки GEN2
Второе поколение пипеток OT-2 обеспечивает повышенную точность и воспроизводимость по сравнению с GEN1. Доступны одноканальные и 8-канальные модели:
- P20 Single/Multi (1-20 мкл)
- P300 Single/Multi (20-300 мкл)
- P1000 Single (100-1000 мкл)
Робот одновременно использует до двух пипеток (левое и правое крепление). Смена наконечников автоматическая с использованием стандартных стоек Opentrons или совместимых аналогов.
Открытая аппаратная платформа
CAD-модели корпуса, деки и компонентов опубликованы под открытой лицензией. Лаборатории могут проектировать и 3D-печатать собственные адаптеры для нестандартной лабораторной посуды, используя Opentrons Labware Creator.
Для кого подходит
- Академические лаборатории - автоматизация рутинных протоколов при ограниченном бюджете
- Молекулярная биология - выделение ДНК/РНК на магнитных частицах, подготовка библиотек NGS
- Синтетическая биология - сборка генетических конструкций, трансформация
- Скрининг соединений - серийные разведения, раскапывание планшетов
- Клиническая диагностика - подготовка образцов для ПЦР (во время пандемии COVID-19 OT-2 использовался для экстракции РНК SARS-CoV-2)
- Учебные лаборатории - обучение основам лабораторной автоматизации и программирования роботов
- Стартапы - быстрое прототипирование автоматизированных рабочих процессов
Особенности эксплуатации
Программное обеспечение
Opentrons App (Windows, macOS, Linux) обеспечивает управление роботом, калибровку пипеток и деки, загрузку и запуск протоколов. Протоколы пишутся в Python API v2 или создаются в визуальном Protocol Designer. Обновления прошивки и ПО распространяются бесплатно.
Для продвинутых пользователей доступен SSH-доступ к Raspberry Pi внутри робота (OT-2 работает на базе Linux).
Требования к установке
- Форм-фактор: настольный, закрытый корпус
- Габариты: 623 x 580 x 410 мм
- Масса: около 18 кг (без модулей)
- Электропитание: 100-240 В, 50/60 Гц
- Подключение: Wi-Fi, Ethernet, USB
- Температура помещения: 15-40°C
Обслуживание и расходные материалы
Основные расходные материалы - наконечники для пипеток (стандартные стойки Opentrons). Совместимы наконечники некоторых сторонних производителей. Периодическая калибровка пипеток и деки выполняется через Opentrons App. Замена пипеток производится пользователем без привлечения сервисного инженера.
Обучение
Базовое освоение: 1-2 дня для пользователей с опытом Python. Protocol Designer позволяет начать работу без навыков программирования. Обширная документация, видеоуроки и активное сообщество на форуме Opentrons снижают порог входа.
Ограничения
- Точность позиционирования ниже, чем у Hamilton STAR и Tecan Fluent
- Максимум 2 пипетки одновременно (нет 96/384-канальных головок)
- 11 позиций деки ограничивают сложность протоколов
- Нет встроенной системы распознавания жидкостей (liquid level detection)
- Скорость работы ниже, чем у промышленных систем
- Не сертифицирован для клинической диагностики (IVD)
- Наконечники только Opentrons или ограниченный список совместимых
Области применения
Сравнение с аналогами
Hamilton STARlet - компактная версия STAR с 4-8 каналами, детекцией уровня жидкости (cLLD/pLLD), технологией CO-RE для захвата наконечников и высокой точностью (CV < 2%). Управляется проприетарным ПО Hamilton Venus. Стоимость в 4-8 раз выше OT-2. STARlet подходит для лабораторий с высокими требованиями к точности и валидации. OT-2 выигрывает по доступности, открытости платформы и порогу входа.
Tecan Fluent - модульная платформа с роботизированной рукой (Robotic Gripper Arm), поддержкой до 75 позиций деки и интеграцией с широким спектром сторонних устройств. ПО FluentControl обеспечивает планирование сложных рабочих процессов. Fluent ориентирован на высокопроизводительные лаборатории и фармацевтику. OT-2 с 11 позициями деки и 2 пипетками значительно проще и дешевле, но не масштабируется до промышленных объёмов.
Hamilton STAR - полноразмерная рабочая станция с 4-16 независимыми каналами, 96/384-канальной головкой (MPH), детекцией уровня жидкости и антикапельным контролем (ADC). Поддерживает деки большого формата, интеграцию с хранилищами, инкубаторами и ридерами. STAR - стандарт для высокопроизводительного скрининга и клинической автоматизации. OT-2 не конкурирует по производительности и точности, но предлагает решение за малую долю стоимости STAR.
Частые вопросы
Нужно ли уметь программировать на Python для работы с OT-2?
Нет. Opentrons предоставляет визуальный Protocol Designer для создания протоколов без написания кода. Однако Python API открывает значительно больше возможностей: условную логику, циклы, обработку ошибок и интеграцию с внешними системами. Для большинства сложных протоколов знание Python является преимуществом.
Можно ли использовать наконечники сторонних производителей?
OT-2 оптимизирован для наконечников Opentrons, но совместим с некоторыми наконечниками сторонних производителей. Opentrons публикует список совместимой лабораторной посуды. Пользователи могут создавать собственные определения labware через Labware Creator для нестандартных расходных материалов.
Чем OT-2 отличается от Hamilton STAR?
Hamilton STAR - промышленная платформа с высокой точностью, детекцией уровня жидкости (cLLD/pLLD), 96/384-канальными головками и валидацией для клинической диагностики. OT-2 - компактный настольный робот с открытым исходным кодом, ориентированный на исследовательские задачи. OT-2 стоит в 5-10 раз дешевле, проще в освоении, но уступает по точности, скорости и масштабируемости.
Какие модули рекомендуется приобрести в первую очередь?
Выбор модулей зависит от задач. Для молекулярной биологии (выделение НК, подготовка NGS-библиотек) необходим Magnetic Module. Temperature Module полезен для хранения ферментов и реагентов при 4°C во время протокола. Thermocycler Module нужен, если планируется автоматизация ПЦР без переноса планшета на отдельный термоциклер.
Дополнительные материалы
Коды для госзакупок
Возможные коды ОКПД2 для закупки данного оборудования по 44-ФЗ и 223-ФЗ. Выбор кода зависит от назначения и контекста закупки.
Коды КТРУ регулярно обновляются Минфином и зависят от конкретных характеристик закупаемого оборудования (автоматическое/полуавтоматическое, с охлаждением/без и т.д.). Актуальные коды КТРУ доступны только в Единой информационной системе закупок.
Информация о кодах ОКПД2 носит справочный характер. Коды приведены в качестве примера возможных вариантов классификации данного оборудования. Выбор кода, его соответствие нормативно-правовым актам и целесообразность применения определяются заказчиком самостоятельно. ООО «Спин Аналитика» не несёт ответственности за некорректное применение указанных кодов при осуществлении закупочных процедур.