Automation and fine-tuning of laboratory protocols with Opentrons OT-2

[Resumen]: La secuenciación de alto rendimiento se ha convertido en una herramienta clave en proyectos de investigación que requieran trabajar con ácidos nucleicos gracias a la reducción de costes y tiempo, así como por sus múltiples aplicaciones. En un laboratorio de genética se puede llegar a trabajar con cientos o miles de muestras y, dado que la preparación de genotecas para la secuenciación de alto rendimiento tiene muchos protocolos repetitivos, es necesario optimizar procesos mediante la automatización. Por ello, un robot de manipulación de líquidos puede ser una gran ayuda. En el presente estudio se han desarrollado, puesto a punto y optimizado protocolos específicos utilizando el robot de pipeteo Opentrons OT-2, que destaca por su flexibilidad y por ser de código abierto. Se diseñaron protocolos para preparaciones de PCR, purificaciones de ácidos nucleicos y cuantificaciones de ADN, entre otros. Los resultados indican que este robot tiene un rendimiento inferior al pipeteo manual, aunque de funcionar de manera autónoma podría ahorrar mucho trabajo en protocolos sencillos. Sin embargo, para protocolos complejos, como la purificación, se necesita una gran precisión de posicionamiento, por lo que sería necesario utilizar plásticos de laboratorio (puntas de pipeta, placas de PCR...) elaborados con gran precisión y sin imperfecciones. En cuanto a la reproducibilidad, nuestros resultados indican que puede ser mejor que el pipeteo manual.[Resumo]: A secuenciación de alto rendemento convertiuse nunha ferramenta chave en proxectos de investigación que requiran traballar con ácidos nucleicos grazas á reducción de costes e tempo, así como polas súas múltiples aplicacións. Nun laboratorio de xenética pódese chegar a traballar con centos ou miles de mostras e, dado que a preparación de xenotecas para a secuenciación de alto rendemento ten moitos protocolos repetitivos, é necesario optimizar procesos mediante á automatización. Por isto, un robot de manipulación de líquidos pode ser unha gran axuda. No presente estudio desenroláronse, puxéronse a punto e optimizáronse protocolos específicos utilizando un robot de pipeteo Opentrons OT-2, que destaca pola súa flexibilidade e por ser de código aberto. Deseñáronse protocolos para as preparación de PCR, purificacións de ácidos nucleicos e cuantificacións de ADN, entre outros. Os resultados indican que este robot ten un rendemento inferior ao pipeteo manual, aínda que de funcionar de maneira autónoma podería aforrar moito traballo en protocolos sinxelos. Sen embargo, para protocolos complexos, como a purificación, necesítase unha gran precisión de posicionamento, polo que sería necesario utilizar plásticos de laboratorio (puntas de pipeta, placas de PCR …) elaborados con gran precisión e sen imperfecións. En canto á reproducibilidade, os nosos resultados indican que pode ser mellor co pipeteo manual.[Abstract]: High-throughput sequencing has become a key tool in research projects that require working with nucleic acids due to its cost and time reduction, as well as its multiple applications. In a genetics laboratory, hundreds or thousands of samples can be worked with and, since the preparation of gen libraries for high-throughput sequencing has many repetitive protocols, it is necessary to optimize processes through automation. Therefore, a liquid handling robot can be a great help. In the present study, specific protocols were developed, tuned and optimized using the Opentrons OT-2 pipetting robot, which is notable for its flexibility and open source. Protocols were designed for PCR preparations, nucleic acid purifications and DNA quantifications, among others. The results indicate that this robot has a lower performance than manual pipetting, although if operated autonomously it could save a lot of work in simple protocols. However, for complex protocols, such as purification, high positioning precision is required, so it would be necessary to use laboratory plastics (pipette tips, PCR plates...) made with high precision and without imperfections. Regarding reproducibility, our results indicate that it can be better than manual pipetting.Traballo fin de mestrado (UDC.CIE). Biotecnoloxía avanzada. Curso 2021/202