Relacje katalogowe

Obsługiwane urządzenia

BioLection jest platformą firmy m2p-labs / Beckman Coulter do tworzenia protokołów, obsługi doświadczeń i analizy danych z mikrobioreaktorów BioLector. Program występuje w co najmniej dwóch wyraźnie rozdzielonych generacjach. BioLection 3 współpracował z BioLector Pro, natomiast BioLection 5 jest warstwą operatorską BioLector XT. Obie linie realizują konfigurację eksperymentu i transfer danych, ale BioLection 5 dodaje m.in. manager protokołów, opcjonalne skrypty Lua i otwarte API oparte na gRPC.

BioLection ma bezpośredni wpływ na proces. Definiuje temperaturę, prędkość wytrząsania, gazy, przepływ, kanały optyczne, mikrofluidyczne podawanie cieczy i warunki wyzwalania. Ten sam program służy do pobierania wyników i ich interpretacji. Zmiana protokołu, kalibracji albo skryptu może więc jednocześnie wpłynąć na przebieg hodowli i zapis, na podstawie którego później oceniany jest wynik.

Najważniejsze dane

Pole Wartość
Producent m2p-labs GmbH; od 2020 r. część Beckman Coulter Life Sciences
Bieżąca rodzina BioLection 5 dla BioLector XT
Udokumentowana rodzina historyczna BioLection 3 dla BioLector Pro
Konkretne wersje historyczne 3.17 w nocie aplikacyjnej producenta; 3.15.378.0 w pracy naukowej
Model pracy aplikacja na komputerze operatorskim połączonym z mikrobioreaktorem
Łączność z urządzeniem LAN; synchronizacja i przesyłanie protokołów oraz wyników
Interfejs programistyczny otwarte API oparte na gRPC w BioLection 5
Automatyzacja protokołów opcjonalne, wspierane przez UI skrypty Lua w BioLection 5
Dane doświadczenia surowe CSV; eksport CSV i arkusz zgodny z Microsoft Excel w linii BioLection 3
Metadane kalibracyjne BioLector XT XML, JSON i INI publikowane przez serwer aktualizacji m2p-labs
Model sprzedaży program dostarczany jako część ekosystemu BioLector; BioLector Pro obejmował BioLection, a bieżący BioLector XT jest wyceniany ofertowo
Powiązane urządzenia w katalogu BioLector, BioLector XT i RoboLector XT

Generacje i wersje

BioLection 3 i BioLector Pro

Oficjalna nota Beckman Coulter o hodowli fed-batch E. coli opisuje obsługę BioLection 3.17. Program działa na komputerze połączonym z BioLector Pro przez LAN. Synchronizacja przenosi protokoły z programu do urządzenia i z urządzenia do programu. Nota pokazuje konfigurację layoutu, kanałów pomiarowych, czasu cyklu, środowiska, regulatora pH i profili podawania pożywki.

Inna oficjalna nota o regulatorze pH nazywa interfejs po prostu BioLection 3. Udokumentowano w niej trzy gotowe profile regulatora:

Profil Maksymalna objętość na cykl P-band
Slow 8,00 µL/cykl 2,00
Medium 12,0 µL/cykl 1,00
Fast 15,0 µL/cykl 0,05

Wspólne wartości początkowe tych profili obejmują start volume 0,2 µL, dead band 0,05, ciśnienie cieczy 50 000 Pa i minimalną objętość 0,1 µL/cykl. Te parametry są częścią konfiguracji procesu, a nie ustawieniami wyłącznie wizualnymi.

W pracy naukowej RWTH Aachen udokumentowano instalację BioLection 3.15.378.0. Jest to obserwacja konkretnego środowiska badawczego i przydatny punkt dla identyfikacji artefaktów, nie oznaczenie całej serii BioLector Pro.

BioLection 5 i BioLector XT

Aktualna broszura BioLector XT wprost używa nazwy BioLection 5. Bieżąca karta producenta opisuje tę generację jako przebudowane środowisko dla BioLector XT, przeznaczone do pracy wielu użytkowników. Manager protokołów rozróżnia protokoły znajdujące się na urządzeniu i w oprogramowaniu oraz obsługuje ich wysyłanie, pobieranie i transfer wyników.

BioLection 5 rozszerza standardowy edytor o dwa mechanizmy automatyzacji:

  • otwarte API oparte na gRPC do monitorowania danych na żywo i zmieniania parametrów hodowli podczas trwającego eksperymentu;
  • opcjonalne skrypty Lua wspierane przez interfejs użytkownika, służące do budowania bardziej złożonych profili procesu, w tym kombinacji profili podawania.

API gRPC i Lua należy ewidencjonować oddzielnie. gRPC wyznacza granicę komunikacyjną dla aplikacji zewnętrznych, a Lua wykonuje logikę protokołu w ekosystemie BioLection. Sam fakt obecności jednego mechanizmu nie oznacza aktywowania drugiego.

Relacja z urządzeniami

Urządzenie Generacja BioLection Potwierdzona rola programu
m2p-labs BioLector historyczne BioLection / BioLection 3 konfiguracja doświadczenia, import surowych wyników i analiza
m2p-labs BioLector XT BioLection 5 tworzenie protokołów, transfer do urządzenia, wyniki, Lua i API gRPC
m2p-labs RoboLector XT BioLection 5 wraz z Agentami utworzenie i wysłanie protokołu przed uruchomieniem zrobotyzowanego eksperymentu

W integracji BioLector XT–Biomek protokół powstaje najpierw w BioLection i jest wysyłany do mikrobioreaktora. Następnie BioLector Agent pobiera z urządzenia listę protokołów, zainstalowane moduły filtrów i ustawienia kalibracyjne. RoboLector Agent wybiera przesłany protokół, uruchamia go i koordynuje zdarzenia z robotem Biomek. BioLection pozostaje źródłem definicji protokołu oraz widokiem parametrów środowiskowych urządzenia.

Architektura i przepływ danych

BioLection 3

Udokumentowany przepływ starszej generacji składa się z aplikacji na komputerze, połączenia LAN i BioLector Pro. Synchronizacja przenosi protokoły w obu kierunkach. Urządzenie zapisuje dane surowe jako CSV, a BioLection importuje plik, łączy wartości z konfiguracją pomiarową i udostępnia eksport CSV lub arkusz zgodny z Excel.

Wykresy BioLection 3 mogą obejmować:

  • surowe i skalibrowane kanały optyczne;
  • biomasę, pH i rozpuszczony tlen;
  • objętości podane przez mikrofluidykę;
  • temperaturę i wilgotność;
  • prędkość wytrząsania;
  • O2 i CO2 w gazie;
  • komentarze oraz zdarzenia systemowe.

Plik wynikowy ma znaczenie tylko razem z protokołem, layoutem płytki, przypisaniem filtrów i kalibracją. Te artefakty opisują, jak wartości surowe zostały przeliczone i przypisane do studzienek.

BioLection 5

W BioLection 5 manager protokołów pośredniczy pomiędzy biblioteką na komputerze a biblioteką w BioLector XT. Live data download udostępnia bieżące wyniki, zaś gRPC pozwala aplikacji zewnętrznej monitorować dane i zmieniać parametry podczas eksperymentu. Skrypty Lua rozszerzają logikę protokołu w samym środowisku BioLection.

Minimalny model zaufania obejmuje więc pięć elementów:

Element Dane lub działanie
host BioLection protokoły, wyniki, skrypty i sesja operatora
połączenie LAN synchronizacja komputera z mikrobioreaktorem
BioLector XT aktywna kopia protokołu, pomiary, moduły filtrów i kalibracje
klient gRPC odczyt live data i zmiana parametrów aktywnego procesu
pliki kalibracyjne definicje płytek, filtrów, partii i współczynników przeliczeń

Rozdzielenie kopii protokołu na hoście i urządzeniu ma znaczenie operacyjne. Instrukcja integracji z 2024 r. wskazuje, że BioLector Agent pobiera aktualny zestaw dopiero przy starcie. Zmiana protokołu lub kalibracji po uruchomieniu Agenta staje się widoczna dla RoboLector Agent dopiero po ponownym uruchomieniu BioLector Agent.

Protokoły i konfiguracja procesu

BioLection nie ogranicza się do wyboru nazwy eksperymentu. Dla BioLector Pro udokumentowano m.in. layout studzienek, wybór kanałów, gain, cycle time, temperaturę, wilgotność, prędkość wytrząsania, mikrofluidyczne profile podawania, regulatory pH i warunki aktywacji.

W BioLection 3.17 gain dla kanałów biomass/fluorescence mieści się w zakresie 1–13. Gain pH i DO jest stały. Czas cyklu zależy od liczby filtrów, liczby mierzonych studzienek i prędkości wytrząsania; urządzenie realizuje możliwie szybki cykl, gdy zadana wartość jest krótsza od czasu niezbędnego na pomiary.

Profile podawania w BioLector Pro obejmują strategie stałe, liniowe, wykładnicze i impulsy wyzwalane sygnałem. Warunki mogą korzystać z DO, a dwa warunki startu można ustawić sekwencyjnie. Oficjalny przykład aktywuje etap po spadku skalibrowanego DO poniżej 30%, a następnie po jego wzroście powyżej 70%.

BioLector XT rozszerza zakres o programowanie gazowania i bardziej elastyczne kombinacje profili. BioLection udostępnia pięć trybów gazowania:

Tryb Gaz / działanie
Atmospheric air powietrze atmosferyczne
Anaerobic mode N2
CO2 up-regulation mieszanina powietrza i CO2
O2 down-regulation mieszanina powietrza i N2
O2 up-regulation mieszanina powietrza i O2

Pięć trybów gazowania w BioLection dla BioLector XT

Źródło: Beckman Coulter / m2p-labs, „Using the BioLector XT Microbioreactor Gassing Lid”, strona 2. Kadr przedstawia pięć wartości dostępnych w ustawieniach protokołu BioLection.

Przepływ gazu można zapisać jako wartość stałą albo profil zmienny od 5 do 50 mL/min. Edytor przyjmuje kolejne punkty czasowe i przypisane im wartości przepływu.

Profil zmiennego przepływu w BioLection

Źródło: Beckman Coulter / m2p-labs, „Using the BioLector XT Microbioreactor Gassing Lid”, strona 2. Przykład pokazuje punkty 0:00 — 30 mL/min i 1:30 — 10 mL/min w trybie Variable.

Lua

BioLection 5 oferuje Lua jako opcjonalne rozszerzenie edytora protokołów. Broszura producenta wskazuje dwa zastosowania: głębszy dostęp do programowania protokołu oraz łączenie profili podawania. Skrypt należy traktować jako część wersjonowanej definicji procesu, razem z wartościami ustawionymi w GUI.

W ewidencji eksperymentu warto zapisać:

  • źródło skryptu Lua w dokładnej postaci;
  • SHA-256 pliku lub eksportu;
  • wersję BioLection 5, na której skrypt został uruchomiony;
  • protokół i płytkę, do których skrypt był przypisany;
  • parametry przekazane skryptowi z GUI;
  • wynikowy protokół przesłany do BioLector XT.

Zmiana skryptu przy niezmienionej nazwie protokołu może zmienić sekwencję podawania lub inne parametry. Porównanie samych nazw eksperymentów nie wykrywa takiej różnicy.

API gRPC

Aktualna broszura BioLector XT opisuje open API based on gRPC. API ma dwa jawne zakresy działania: monitorowanie danych na żywo i zmianę parametrów hodowli podczas trwającego eksperymentu. Jest to interfejs odczytu i sterowania, a nie wyłącznie eksport po zakończeniu procesu.

Bezpieczna inwentaryzacja wdrożenia powinna rozdzielić:

Obszar Artefakt
endpoint adres hosta, port odczytany z działającej konfiguracji i osiągalne interfejsy sieciowe
opis API pliki .proto, deskryptory, wygenerowane biblioteki klienckie i wersje pakietów
klient nazwa aplikacji lub skryptu, host, konto systemowe i hash kodu
autoryzacja rzeczywista konfiguracja poświadczeń, certyfikatów i uprawnień
operacje metody odczytujące live data oraz metody zmieniające parametry
ślad logi wywołań, korelacja czasu z historią protokołu i wynikami

Publiczna broszura określa technologię i możliwości, natomiast parametry wdrożeniowe należy pozyskać z konkretnej instalacji. Dzięki temu filtr gRPC oznacza potwierdzoną rodzinę protokołu, bez przypisywania wszystkim urządzeniom jednego numeru portu lub modelu uwierzytelniania.

Pliki wynikowe i eksport

Starszy BioLector zapisuje pomiary w surowym CSV. BioLection importuje te dane i udostępnia przyjazny eksport CSV lub arkusz zgodny z Microsoft Excel. Oficjalny opis RoboLector wskazuje, że po doświadczeniu CSV obejmuje dane pomiarowe i działania liquid handlera, a następnie może zostać otwarty w BioLection i przekształcony do arkusza.

Przy zabezpieczaniu wyników należy zachować oddzielnie:

  1. oryginalny surowy CSV z urządzenia;
  2. eksport utworzony przez BioLection;
  3. protokół i layout;
  4. definicje filtrów i kalibracji;
  5. komentarze i zdarzenia systemowe;
  6. wersję programu oraz czas systemowy hosta i urządzenia;
  7. skrypt Lua dla protokołów wykorzystujących tę funkcję;
  8. kopię plików gRPC/proto i kodu klienta dla eksperymentów sterowanych zewnętrznie.

Eksport arkusza jest warstwą interpretacyjną. Surowy CSV i parametry kalibracji pozwalają później sprawdzić sposób powstania wartości skalibrowanych, zakresy kanałów oraz przypisanie danych do studzienek.

Kalibracje i publiczne pliki danych

Serwer updates.m2p-labs.com publikuje zestaw maszynowo czytelnych plików używanych w ekosystemie BioLector. Ich zawartość potwierdza, że kalibracja jest strukturą danych powiązaną z typem płytki, partią, filtrem i zakresem temperatur, a nie pojedynczą liczbą w GUI.

Plik Format Zawartość widoczna w pobranej kopii
BLXT_FilterList.xml XML 40 definicji filtrów
BLXT_LotList.json JSON wersja główna 4, partie, identyfikatory UUID kalibracji, zakresy temperatur i kompatybilne filtry
BLXT_MTPList.xml XML 33 profile WorkingVolume i 160 mapowań fermentacyjnych
CalibrationLot_II.xml XML 675 rekordów MTPLot
CalibrationLot.ini INI 577 sekcji kalibracyjnych

Serwer udostępnia aktywne zasoby pod następującymi adresami:

Zmiana tych plików może zmienić dostępne typy płytek, filtrów, partii i współczynniki używane przy interpretacji sygnału. Dla powtarzalności eksperymentu właściwym artefaktem jest kopia faktycznie użyta w danym czasie wraz z SHA-256, a nie późniejsze pobranie zasobu o tej samej nazwie.

Licencjonowanie i zakup

Ulotka BioLector Pro z 2020 r. podaje, że urządzenie includes the BioLection software. Komputer przenośny do analizy był osobną opcją E-OP-9xx, a producent oferował także leasing. Oznacza to model licencji związany z zakupem systemu, nie publiczny sklep z oddzielnym pakietem desktopowym.

Bieżąca karta BioLector XT i karta integracji z Biomek prowadzą do Request a Quote. Materiały opisują BioLection jako software urządzenia, a pakiet integracji BioLector/Biomek jako element dostawy systemu automatycznego. Licencję, stanowisko hosta i zakres modułów należy więc odczytywać z konkretnej oferty, dokumentów dostawy i zainstalowanego środowiska.

Umowa licencyjna zawarta w instrukcji D06915AA obejmuje BioLector Agent i RoboLector Agent. Jej postanowienia o donglu dotyczą tych dwóch programów integracyjnych i są opisane na ich osobnych kartach.

Integracja z BioLector Agent i RoboLector Agent

Instrukcja integracji ze stycznia 2024 r. dokumentuje kolejność, która wiąże BioLection z dwiema aplikacjami Agent:

  1. utworzenie protokołu BioLector XT w BioLection;
  2. wysłanie protokołu do BioLector XT;
  3. zdefiniowanie wyzwalaczy pipetowania w RoboLector Agent;
  4. uruchomienie BioLector Agent;
  5. uruchomienie RoboLector Agent;
  6. uruchomienie Biomek Software i metody Biomek_XT_Imports;
  7. wybranie w RoboLector Agent protokołu znajdującego się na urządzeniu.

BioLector Agent przy starcie pobiera listę protokołów, modułów filtrów i kalibracji. RoboLector Agent wyświetla następnie ten stan i steruje eksperymentem robotycznym. BioLection odpowiada za wcześniejsze przygotowanie protokołu, a w trakcie procesu pozostaje właściwym interfejsem do szczegółów warunków środowiskowych BioLector XT.

Ta sekwencja tworzy wyraźną granicę wersji danych. Protokół edytowany na hoście BioLection, protokół zapisany w BioLector XT i lista wczytana przez uruchomiony BioLector Agent mogą reprezentować różne momenty. Dziennik eksperymentu powinien identyfikować kopię faktycznie uruchomioną przez RoboLector Agent.

Bezpieczeństwo IT

Zmiana parametrów procesu

BioLection zapisuje ustawienia mające bezpośrednie przełożenie na hodowlę: temperaturę, wytrząsanie, gazy, przepływy, profile podawania, regulator pH, filtry i warunki aktywacji. BioLection 5 dodatkowo dopuszcza zmianę parametrów aktywnego eksperymentu przez gRPC. Kontrola dostępu do hosta i sieci musi obejmować zarówno GUI, jak i klientów API.

Integralność protokołów

Manager protokołów przenosi definicje pomiędzy komputerem i urządzeniem. Nazwa protokołu jest etykietą, nie dowodem integralności. Kopię używaną w eksperymencie warto utrwalać z hashem, czasem transferu, identyfikatorem urządzenia i wersją BioLection.

Integralność kalibracji

Kalibracje są powiązane z partiami płytek, filtrami i temperaturą. Podmiana zgodnego składniowo XML/JSON/INI może zmienić dostępne mapowania albo sposób przeliczania sygnału. Archiwizacja dokładnej wersji kalibracji umożliwia odtworzenie warunków analizy.

Kod Lua i klienci gRPC

Lua i aplikacje gRPC są kodem wpływającym na działanie procesu. Powinny podlegać temu samemu wersjonowaniu, przeglądowi i kontroli zmian co protokół. Dla klienta gRPC istotne są także biblioteki wygenerowane z .proto, konfiguracja endpointu i tożsamość procesu uruchamiającego.

Host operatorski

Host przechowuje protokoły, skrypty, eksporty i narzędzia komunikacyjne. Bazeline obejmuje listę programów, autostartów i usług, reguły zapory, aktywne interfejsy, konta systemowe, synchronizację czasu oraz sumy plików BioLection. Aktualizacja systemu operacyjnego albo bibliotek klienta gRPC wymaga testu komunikacji i eksportu na kopii środowiska.

Backup i odtworzenie

Kopia użytkowa BioLection powinna obejmować protokoły, layouty, profile regulacji, skrypty Lua, surowe CSV, eksporty, pliki kalibracji oraz konfigurację klientów API. W zrobotyzowanym stanowisku dochodzą konfiguracje BioLector Agent i RoboLector Agent, metoda Biomek oraz archiwalne handshake CSV.

Test odtworzenia powinien potwierdzić trzy osobne wyniki:

  • możliwość otwarcia i jednoznacznego przypisania historycznych danych;
  • zgodność protokołu i kalibracji z identyfikatorem płytki/partii;
  • możliwość przesłania protokołu do kontrolowanego urządzenia testowego i jego poprawnego odczytania przez Agenta.

Sam plik Excel nie odtwarza środowiska. Zawiera wynik po transformacji, lecz nie pełny zestaw protokołów, źródłowych CSV, filtrów, kalibracji i kodu sterującego.

Akwizycja konkretnej instalacji

  1. Zapisać nazwę i pełną wersję BioLection z interfejsu oraz wersje plików wykonywalnych i bibliotek.
  2. Zidentyfikować generację urządzenia, numer seryjny, adres LAN i aktywną kopię protokołu.
  3. Wyeksportować bibliotekę protokołów i porównać kopie host–urządzenie.
  4. Zabezpieczyć surowe CSV, eksporty, komentarze i zdarzenia systemowe z zachowaniem czasów plików.
  5. Skopiować użyte XML/JSON/INI kalibracji i obliczyć ich SHA-256.
  6. Zachować Lua oraz wszystkie pliki konfiguracyjne i zależności klienta gRPC.
  7. Zarejestrować aktywne połączenia i reguły zapory podczas kontrolowanego użycia GUI i API.
  8. Dla integracji robotycznej zebrać wersje Agentów, metodę Biomek, katalog handshake i pipetting logs.
  9. Powiązać każdy artefakt z eksperymentem, płytką, partią, protokołem i czasem urządzenia.
  10. Przeprowadzić odtworzenie na środowisku testowym z kontrolnym plikiem danych.

Materiały do pobrania i źródła