Awọn iye owo ti DNA lesese ti plummeted ni a oṣuwọn yiyara ju Moore ká Law, nsii ti o tobi awọn ọja ni awọn lesese aaye. Genomics fun itọju alakan nikan ni asọtẹlẹ lati kọlu $ 23 bilionu nipasẹ ọdun 2025, ṣugbọn awọn idiyele igbaradi ayẹwo fun tito lẹsẹsẹ ti duro, ti o fa igo nla ni aaye.

Igbaradi apẹẹrẹ ti aṣa, yiyipada DNA lati inu apẹẹrẹ itọ, fun apẹẹrẹ, sinu nkan ti o le jẹun si ẹrọ atẹle, gbarale roboti mimu omi. O jẹ pataki apa ẹrọ ti o ni ipese pẹlu awọn imọran pipette ti o gbe awọn ayẹwo omi si awọn awo ṣiṣu ati awọn ohun elo miiran ti a gbe sori dekini. Awọn ọna ṣiṣe wọnyi pẹlu awọn gbigbe omi lọpọlọpọ ti o yori si lilo ti ko dara ti awọn reagents ati awọn ayẹwo, eyiti o tumọ si pe DNA ti o dinku. Pẹlupẹlu, wọn jẹ awọn ọna ṣiṣe ti awọn silos data lọtọ ti ko ni isọpọ ati gbekele awọn ohun elo ti o gbowolori.

Ko dabi adaṣe mimu-itọju olomi ti aṣa, suite ti awọn solusan ti o dagbasoke nipasẹ MIT Media Lab spinoff Volta Labs pese isọpọ ipari-si-opin fun ọpọlọpọ awọn ṣiṣan iṣẹ. O jẹ yiyan didan si awọn ẹrọ mimu olomi ti o niyelori ati pipetting afọwọṣe. “Imọ-ẹrọ wa jẹ iwọn-kekere, ohun elo benchtop ti o jẹ idiyele kekere ati pe o ni lilo agbara to kere, ti n muu ṣiṣẹ iyara ati tiwqn ti o rọ ti awọn ṣiṣan iṣẹ ti ibi-aye tuntun,” ni oludasilẹ Volta Labs ati Ori ti Imọ-ẹrọ Will Langford SM '14, PhD '19.

Syeed Volta da lori imọ-ẹrọ microfluidic oni-nọmba ti o dagbasoke ni MIT nipasẹ oludasilẹ Langford, Volta Labs CEO Udayan Umapathi SM '17. Awọn mojuto opo sile awọn ĭdàsĭlẹ ni a npe ni electrowetting. O ngbanilaaye awọn olumulo rẹ lati ṣe afọwọyi awọn isun omi ni ayika igbimọ iyika ti a tẹjade lati ṣe awọn aati ti ibi, adaṣe lati inu ayẹwo aise si ile-ikawe ti a pese silẹ ti o le ṣiṣẹ lori ẹrọ atẹle.

Umapathi de si Media Lab pẹlu ohun ti o ṣapejuwe bi “ifanimọra fun kikọ adaṣe lati ilẹ.” Botilẹjẹpe ikẹkọ bi ẹlẹrọ, Umapathi ti lo awọn ọgbọn rẹ si ọpọlọpọ awọn aaye. Ni 2015, o ṣẹda ibẹrẹ ti o ṣẹda oju-iwe ayelujara ati awọn irinṣẹ ti ara lati jẹ ki ẹda akoonu fun iṣelọpọ oni-nọmba. Bibẹẹkọ, o jẹ lakoko ti o n ṣiṣẹ fun ile-iṣẹ isedale sintetiki kan, awọn ọna ṣiṣe mimu omi-ẹrọ fun awọn solusan imọ-ẹrọ genome, pe o ṣe idanimọ igbelosoke ti adaṣe bi aaye irora fun aaye naa.

Nibayi, Langford lo awọn ọjọ MIT rẹ ni Ile-iṣẹ fun Bits ati Atoms, eto agbedemeji igberaga ti o ṣawari alaa laarin imọ-ẹrọ kọnputa ati imọ-jinlẹ ti ara. Iwadi rẹ da lori imọran pe imọ-ẹrọ le kọ ẹkọ lati isedale. Ni ọna miiran, gbogbo igbesi aye ni a pejọ lati 20 amino acids, nitorinaa, ronu Langford, kilode ti o ko gbiyanju nkan ti o jọra pẹlu imọ-ẹrọ?

Ni iṣe, eyi tumọ si pe o kọ awọn roboti ti a ṣepọ lati ipilẹ kekere ti awọn ẹya iwọn millimeter. “Nígbẹ̀yìngbẹ́yín, Mo ń gbìyànjú láti jẹ́ kí ẹ̀rọ ìmọ̀ ẹ̀rọ bíi ti ẹ̀dá alààyè,” ó ronú. “Mo rii Volta bi aye lati yi iyẹn pada si ori rẹ ati lo adaṣe lati tọju isedale bii imọ-ẹrọ. A fẹ lati fun awọn irinṣẹ onimọ-jinlẹ lati ṣe afọwọyi awọn olomi ati awọn aati ti ẹkọ ni granularity ti o dara julọ ati pẹlu irọrun oni nọmba diẹ sii. ”

Lakoko ti Syeed adaṣe Volta jẹ ki o rọrun igbaradi apẹẹrẹ nipasẹ iṣakojọpọ awọn ṣiṣan iṣẹ idiju, o tun ṣe idawọle awọn idiyele ni aaye pẹlu ikole agbara tuntun. Laarin awọn Circuit ọkọ ati awọn ayẹwo ọkọ ni a consumable Layer, eyi ti o ti kuro ati ki o rọpo lẹhin ti kọọkan run. Awọn ohun elo ibaramu jẹ gbowolori, awọn pilasitik ti a ṣe koodu adaṣe tabi awọn ẹya microfluidic nla. Volta, sibẹsibẹ, nlo fiimu ṣiṣu ti o rọrun lati dinku iye owo awọn ohun elo, eyiti o ṣi ilẹkun fun isọdọmọ ni ibigbogbo ti ilana-jiini.

Gbogbo eyi tọka si imunadoko diẹ sii ati awoṣe ifisi ninu aaye tito lẹsẹsẹ pupọ. Ṣeun si Volta, laipẹ, kii yoo jẹ awọn ile-iṣẹ imọ-ẹrọ nla nikan pẹlu agbara lati ṣe idoko-owo ni adaṣe. Awọn ile-iṣẹ ile-ẹkọ ẹkọ, awọn ohun elo pataki, ati awọn ile-iṣẹ imọ-ẹrọ imọ-ẹrọ kekere si alabọde kii yoo nilo lati ṣe aniyan boya wọn le ni robot ẹrọ ti o gbowolori. "Ohun ti o ṣe igbadun mi ni pe a n pese awọn ile-iṣẹ imọ-ẹrọ imọ-ibẹrẹ ati aarin-si-kekere nipasẹ awọn ohun elo ti o lagbara ti yoo jẹ ki wọn dije pẹlu awọn ẹrọ orin nla, eyiti o dara fun ile-iṣẹ naa lapapọ," sọ pe. Umapathi.

Ati pe otitọ ni pe awọn ẹrọ adaṣe adaṣe ti aṣa ti a lo ninu aaye imọ-ẹrọ imọ-ẹrọ wa pẹlu awọn iṣoro tiwọn. Wọn jẹ aṣiṣe-prone ati pe o ko le ṣe iwọn wọn. Ro Illumina ká NovaSeq atele. O lagbara lati ṣe atẹle 48 gbogbo awọn genomes eniyan ni labẹ ọjọ meji - iyẹn jẹ awọn kika alailẹgbẹ 20 bilionu - ṣugbọn lọwọlọwọ ko si adaṣe lati ifunni awọn ẹrọ wọnyẹn ni iwọn. "Lati ṣiṣe awọn ẹrọ wọnyẹn lojoojumọ ati lojoojumọ, idiyele lasan ko ni oye, eyiti o jẹ idi ti a ni lati koju idiyele ti ṣiṣe lẹsẹsẹ ati igbaradi apẹẹrẹ,” Umapathi sọ.

Eto Volta ti wa ni itumọ ti lori ẹrọ itanna-ipinle ti o lagbara, ati ibẹrẹ orisun Boston n wa lati mu iwọn iwọn ti ile-iṣẹ iṣelọpọ semikondokito ati ile-iṣẹ iṣelọpọ PCB. Langford ṣàlàyé pé: “Àfojúsùn náà ni láti jẹ́ kí àwọn onímọ̀ nípa ohun alààyè ṣe àdánwò kan kí wọ́n sì ṣàtúnṣe rẹ̀ kíákíá, kí wọ́n tún un ṣe, kí wọ́n sì ṣe àwọn ìsọfúnni tó pọndandan láti rí i nípa ẹ̀dá alààyè ní ìwọ̀n.”

Ni ikọja igo igbaradi igbaradi, nikẹhin, iṣẹ ti Umapathi ati Langfordwork yoo ni ipa lori ọpọlọpọ awọn ohun elo ni ile-iṣẹ isedale sintetiki ati ile-iṣẹ biopharma. Awọn iwadii aisan yoo yipada, ni ibamu si Umapathi. “A le ṣe iranlọwọ fun ile-iṣẹ isedale nipa gige idinku lilo awọn imọran pipette nipasẹ awọn akoko 20 tabi 50. Ni awọn iṣan-iṣẹ iṣẹ kan pato, a le fẹrẹ ṣe imukuro igo yii ni pq ipese, ”o sọ.

Lati ṣaṣeyọri gbogbo eyi, lati ṣe imotuntun nitootọ ni aaye bii eka bi isedale, Umapathi ati Langford tẹnumọ pe irisi awọn ọna ṣiṣe lọpọlọpọ jẹ pataki. O jẹ ohun ti o sọ fun ọna Volta si ipasẹ-ara-ara ni pato, ati isedale ni apapọ. “Volta jẹ iru ile-iṣẹ imọ-ẹrọ tuntun,” Umapathi sọ. “O jẹ eyiti ko ṣeeṣe pe diẹ sii awọn onimọ-ẹrọ ati awọn ero eto ati awọn ti o fẹ lati kọ awọn irinṣẹ si imọ-ẹrọ isedale dara julọ yoo darapọ mọ awọn ile-iṣẹ bii tiwa tabi bẹrẹ tiwọn.”

Yipada isedale sinu ilana imọ-ẹrọ kii ṣe iṣẹ kekere, ṣugbọn ni ibamu si Umapathi ati Langford, o jẹ iwulo.