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OpentronsFlex夹持器技能Skill opentrons-gripper

Opentrons Flex 夹持器技能用于自动化实验室器皿移动，通过编程控制夹持器在实验平台、模块、废物槽和离线存储之间精确转移板、储液器和吸头架，实现无需人工干预的复杂工作流程。关键词：实验室自动化，机器人夹持器，Opentrons Flex，实验流程优化，自动转移，生物实验，硬件编程。

实验设计 0 次安装 0 次浏览 更新于 3/12/2026

name: opentrons-gripper description: Opentrons Flex 夹持器 - 在实验台位置、模块、废物槽和离线存储之间自动化移动实验室器皿，具有精确定位和偏移控制，实现无需手动干预的板转移 allowed-tools: [“*”]

Opentrons Flex 夹持器

概述

Opentrons Flex 夹持器 支持完全自动化的实验室器皿移动，无需人工干预。它可以在实验台槽位、硬件模块、废物槽和离线存储之间精确移动板、储液器和吸头架，并可进行可选的偏移调整。

核心价值： 在协议执行期间消除手动板转移。自动在模块之间移动实验室器皿，实现无需暂停用户干预的复杂多步骤工作流程。

平台： 仅适用于 Opentrons Flex（不适用于 OT-2）

何时使用

在以下情况下使用夹持器技能：

  • 自动在实验台位置之间移动实验室器皿
  • 在硬件模块（温度模块、加热摇床模块、磁性块等）之间转移板
  • 将板加载到吸光度读取器或热循环仪上
  • 在废物槽中处置实验室器皿
  • 移动实验室器皿到/从离线存储
  • 自动化否则需要手动干预的工作流程

不要在以下情况下使用：

  • 使用 OT-2 机器人（夹持器仅适用于 Flex）
  • 实验室器皿不可夹持（缺乏兼容的几何结构/特征）
  • 对于精细操作更倾向于手动控制
  • 移液器可以在不移动整个实验室器皿的情况下完成任务

快速参考

操作 方法 关键参数
移动实验室器皿 protocol.move_labware() labware, new_location, use_gripper=True
带偏移移动 protocol.move_labware() pick_up_offset, drop_offset
移动到模块 protocol.move_labware() labware, module_object, use_gripper=True
处置到废物槽 protocol.move_labware() labware, waste_chute, use_gripper=True
移动离线 protocol.move_labware() labware, OFF_DECK, use_gripper=True
手动移动 protocol.move_labware() use_gripper=False（暂停等待用户）

平台要求

仅适用于 Opentrons Flex

  • API 版本： 2.15+（支持夹持器）
  • 机器人类型： 必须指定 "robotType": "Flex"

基本用法

在实验台槽位之间移动

from opentrons import protocol_api

metadata = {'apiLevel': '2.19'}
requirements = {"robotType": "Flex", "apiLevel": "2.19"}

def run(protocol: protocol_api.ProtocolContext):
    # 加载实验室器皿
    source_plate = protocol.load_labware("corning_96_wellplate_360ul_flat", "C1")

    # 移动实验室器皿到新实验台槽位
    protocol.move_labware(
        labware=source_plate,
        new_location="D2",
        use_gripper=True
    )

实验台槽位格式（两者都适用）：

  • 坐标格式：“A1”, “B2”, “C3”, “D1”（适用于 Flex 的首选）
  • 数字格式：“1”, “2”, “3” 等（OT-2 旧版，仍兼容）

移动到硬件模块

# 加载模块和实验室器皿
temp_mod = protocol.load_module("temperature module gen2", "D1")
plate = protocol.load_labware("corning_96_wellplate_360ul_flat", "C2")

# 移动板到温度模块
protocol.move_labware(
    labware=plate,
    new_location=temp_mod,
    use_gripper=True
)

移动到废物槽

# 加载废物槽
waste_chute = protocol.load_waste_chute()

# 处置使用过的板
protocol.move_labware(
    labware=used_plate,
    new_location=waste_chute,
    use_gripper=True
)

移动离线

from opentrons.protocol_api import OFF_DECK

# 移动实验室器皿离线（到存储）
protocol.move_labware(
    labware=archive_plate,
    new_location=OFF_DECK,
    use_gripper=True
)

# 稍后：从离线存储取回
protocol.move_labware(
    labware=archive_plate,
    new_location="B3",
    use_gripper=True
)

使用案例： 通过暂时存储实验室器皿离线来释放实验台空间

位置偏移

使用偏移向量微调拾取和放置位置：

基本偏移语法

protocol.move_labware(
    labware=plate,
    new_location="D2",
    use_gripper=True,
    pick_up_offset={"x": 0, "y": 0, "z": 2},  # 拾取时提高 2mm
    drop_offset={"x": 0, "y": 0, "z": 1}      # 放置时提高 1mm
)

偏移单位： 毫米 坐标：

  • x： 左（-）/ 右（+）
  • y： 后（-）/ 前（+）
  • z： 下（-）/ 上（+）

何时使用偏移

拾取偏移：

  • 实验室器皿比预期高/低
  • 适配器或自定义实验室器皿具有非标准高度
  • 确保正确的夹持器接合

放置偏移：

  • 确保在模块或适配器上正确放置
  • 适应非标准着陆表面
  • 避免与实验台特征碰撞

示例：自定义实验室器皿

# 自定义深孔板需要更高拾取
custom_plate = protocol.load_labware("custom_deepwell_96", "C1")

protocol.move_labware(
    labware=custom_plate,
    new_location="D1",
    use_gripper=True,
    pick_up_offset={"x": 0, "y": 0, "z": 3},  # 拾取时提高 3mm
    drop_offset={"x": 0, "y": 0, "z": 0}      # 标准放置
)

手动移动替代方案

设置 use_gripper=False 以暂停协议等待用户手动移动实验室器皿：

# 暂停手动移动
protocol.move_labware(
    labware=delicate_plate,
    new_location="D3",
    use_gripper=False  # 协议暂停，用户手动移动板
)

使用案例： 精细实验室器皿、不可夹持物品或故障排除

模块集成

温度模块

temp_mod = protocol.load_module("temperature module gen2", "D1")
plate = protocol.load_labware("corning_96_wellplate_360ul_flat", "C2")

# 移动到温度模块
protocol.move_labware(plate, temp_mod, use_gripper=True)

# 设置温度
temp_mod.set_temperature(4)
protocol.delay(minutes=5)

# 移动离模块
protocol.move_labware(plate, "C2", use_gripper=True)

temp_mod.deactivate()

加热摇床模块

关键： 在夹持器操作前打开实验室器皿锁闩

hs_mod = protocol.load_module("heaterShakerModuleV1", "D1")
adapter = hs_mod.load_adapter("opentrons_96_flat_bottom_adapter")
plate = protocol.load_labware("corning_96_wellplate_360ul_flat", "C2")

# 移动板到模块前打开锁闩
hs_mod.open_labware_latch()

# 移动板到加热摇床
protocol.move_labware(plate, hs_mod, use_gripper=True)

# 关闭锁闩以摇动
hs_mod.close_labware_latch()
hs_mod.set_and_wait_for_temperature(37)
hs_mod.set_and_wait_for_shake_speed(500)
protocol.delay(minutes=10)
hs_mod.deactivate_shaker()
hs_mod.deactivate_heater()

# 移除板前打开锁闩
hs_mod.open_labware_latch()

# 移动板离模块
protocol.move_labware(plate, "C2", use_gripper=True)

热循环仪模块

关键： 在夹持器操作前打开盖

tc_mod = protocol.load_module("thermocyclerModuleV2")
plate = protocol.load_labware("opentrons_96_wellplate_200ul_pcr_full_skirt", "C2")

# 移动板到热循环仪前打开盖
tc_mod.open_lid()

# 移动板到热循环仪
protocol.move_labware(plate, tc_mod, use_gripper=True)

# 关闭盖并运行 PCR
tc_mod.close_lid()
tc_mod.set_lid_temperature(105)
# ... PCR 循环 ...

# 移除板前打开盖
tc_mod.open_lid()

# 移动板离热循环仪
protocol.move_labware(plate, "C2", use_gripper=True)

磁性块（Flex）

mag_block = protocol.load_module("magneticBlockV1", "D1")
mag_plate = protocol.load_labware("biorad_96_wellplate_200ul_pcr", "C2")

# 移动板到磁性块以进行磁珠分离
protocol.move_labware(mag_plate, mag_block, use_gripper=True)

# 等待磁珠收集
protocol.delay(minutes=3)

# 移液上清液（磁珠被磁铁吸附）
pipette.transfer(150, mag_plate.wells(), waste.wells())

# 移动板离磁铁以进行重悬
protocol.move_labware(mag_plate, "C2", use_gripper=True)

吸光度板读取器

关键： 读取器盖在夹持器操作前必须打开

reader = protocol.load_module("absorbanceReaderV1", "D3")
assay_plate = protocol.load_labware("corning_96_wellplate_360ul_flat", "C2")

# 初始化读取器
reader.close_lid()
reader.initialize(mode="single", wavelengths=[450])

# 移动板到读取器前打开盖
reader.open_lid()

# 移动板到读取器
protocol.move_labware(assay_plate, reader, use_gripper=True)

# 关闭盖并读取
reader.close_lid()
data = reader.read()

# 移除板前打开盖
reader.open_lid()

# 移动板离读取器
protocol.move_labware(assay_plate, "C2", use_gripper=True)

常见模式

多模块工作流程

# 带模块转移的 DNA 提取
sample_plate = protocol.load_labware("biorad_96_wellplate_200ul_pcr", "C1")
hs_mod = protocol.load_module("heaterShakerModuleV1", "D1")
mag_block = protocol.load_module("magneticBlockV1", "D2")
temp_mod = protocol.load_module("temperature module gen2", "D3")

# 1. 在加热摇床上裂解
hs_mod.open_labware_latch()
protocol.move_labware(sample_plate, hs_mod, use_gripper=True)
hs_mod.close_labware_latch()
hs_mod.set_and_wait_for_temperature(56)
hs_mod.set_and_wait_for_shake_speed(1000)
protocol.delay(minutes=15)
hs_mod.deactivate_shaker()
hs_mod.deactivate_heater()
hs_mod.open_labware_latch()

# 2. 在磁性块上磁珠结合
protocol.move_labware(sample_plate, mag_block, use_gripper=True)
protocol.delay(minutes=3)
pipette.transfer(150, sample_plate.wells(), waste.wells())

# 3. 在温度模块上洗脱（冷）
protocol.move_labware(sample_plate, temp_mod, use_gripper=True)
temp_mod.set_temperature(4)
pipette.transfer(50, elution_buffer, sample_plate.wells())

# 4. 返回实验台
protocol.move_labware(sample_plate, "C1", use_gripper=True)
temp_mod.deactivate()

板堆叠工作流程

# 顺序处理多个板
plates = [
    protocol.load_labware("corning_96_wellplate_360ul_flat", "C1"),
    protocol.load_labware("corning_96_wellplate_360ul_flat", "C2"),
    protocol.load_labware("corning_96_wellplate_360ul_flat", "C3")
]

reader = protocol.load_module("absorbanceReaderV1", "D3")
reader.close_lid()
reader.initialize(mode="single", wavelengths=[600])
reader.open_lid()

for i, plate in enumerate(plates):
    # 读取每个板
    protocol.move_labware(plate, reader, use_gripper=True)
    reader.close_lid()
    data = reader.read(export_filename=f"plate_{i+1}_od600")
    reader.open_lid()

    # 移动到离线存储
    protocol.move_labware(plate, OFF_DECK, use_gripper=True)

废物管理

# 处置使用过的消耗品
waste_chute = protocol.load_waste_chute()

# 使用吸头架后
protocol.move_labware(empty_tips, waste_chute, use_gripper=True)

# 处理样品板后
protocol.move_labware(used_plate, waste_chute, use_gripper=True)

动态实验台空间管理

# 通过移动非活跃实验室器皿离线来释放实验台空间
storage = OFF_DECK

# 初始设置 - 板从实验台开始
plate_1 = protocol.load_labware("corning_96_wellplate_360ul_flat", "B1")
plate_2 = protocol.load_labware("corning_96_wellplate_360ul_flat", "B2")
plate_3 = protocol.load_labware("corning_96_wellplate_360ul_flat", "B3")

# 处理板 1
# ... 在 plate_1 上的操作 ...

# 移动板 1 离线以释放空间
protocol.move_labware(plate_1, storage, use_gripper=True)

# 处理板 2
# ... 在 plate_2 上的操作 ...

# 需要时取回板 1
protocol.move_labware(plate_1, "B1", use_gripper=True)

可夹持实验室器皿

夹持器只能移动具有兼容几何结构的实验室器皿。

兼容特征

实验室器皿必须具有以下之一：

  • 夹持器兼容边缘 - 用于夹持器爪的扩展唇或脊
  • 侧边握把 - 侧边的凹痕或特征
  • Opentrons 认证实验室器皿 - 已验证夹持器兼容性

检查兼容性

大多数 Opentrons 实验室器皿和主要品牌（Corning、NEST、Axygen、Bio-Rad）都夹持器兼容。在协议部署前检查实验室器皿定义或测试。

不可夹持实验室器皿

不可夹持实验室器皿的示例：

  • 没有握把特征的非常小管或瓶
  • 不规则形状容器
  • 无夹持器考虑的自定义实验室器皿
  • 精细或易碎物品

解决方案： 使用 use_gripper=False 提示手动移动，或使用适配器。

最佳实践

  1. 在夹持器移动前打开模块盖/锁闩 - 加热摇床、热循环仪、吸光度读取器需要
  2. 使用描述性变量名 - 清晰跟踪实验室器皿移动
  3. 首先用模拟测试 - 在硬件上运行前验证夹持器移动
  4. 添加协议注释 - 记录移动实验室器皿的原因
  5. 规划实验台布局 - 最小化不必要移动，优化效率
  6. 策略性使用 OFF_DECK - 为复杂协议释放实验台空间
  7. 检查实验室器皿兼容性 - 部署前确保实验室器皿可夹持
  8. 谨慎使用偏移 - 仅在必要时进行正确定位
  9. 考虑手动回退 - 为故障排除准备 use_gripper=False 备份
  10. 正确处理 - 使用废物槽处理使用过的消耗品以维护工作空间

常见错误

❌ 移动板到加热摇床时锁闩关闭：

protocol.move_labware(plate, hs_mod, use_gripper=True)  # 错误：锁闩关闭

✅ 正确：

hs_mod.open_labware_latch()
protocol.move_labware(plate, hs_mod, use_gripper=True)

❌ 移动板到热循环仪时盖关闭：

protocol.move_labware(plate, tc_mod, use_gripper=True)  # 错误：盖关闭

✅ 正确：

tc_mod.open_lid()
protocol.move_labware(plate, tc_mod, use_gripper=True)

❌ 移动不可夹持实验室器皿：

# 无夹持器特征的自定义实验室器皿
protocol.move_labware(custom_tubes, "D2", use_gripper=True)  # 错误：无法夹持

✅ 正确：

# 对不可夹持实验室器皿使用手动移动
protocol.move_labware(custom_tubes, "D2", use_gripper=False)

❌ 忘记指定 use_gripper：

protocol.move_labware(plate, "D2")  # 默认 use_gripper=False，暂停协议

✅ 正确：

protocol.move_labware(plate, "D2", use_gripper=True)  # 明确使用夹持器

❌ 移动到已占用位置：

plate_1 = protocol.load_labware("corning_96_wellplate_360ul_flat", "C1")
plate_2 = protocol.load_labware("corning_96_wellplate_360ul_flat", "C2")
protocol.move_labware(plate_1, "C2", use_gripper=True)  # 错误：C2 被 plate_2 占用

✅ 正确：

# 先移动 plate_2，然后 plate_1
protocol.move_labware(plate_2, OFF_DECK, use_gripper=True)
protocol.move_labware(plate_1, "C2", use_gripper=True)

故障排除

夹持器无法夹持实验室器皿：

  • 验证实验室器皿具有夹持器兼容特征
  • 检查实验室器皿是否正确放置在实验台/模块上
  • 尝试调整 pick_up_offset（增加 z）
  • 对非兼容实验室器皿使用 use_gripper=False

夹持器碰撞错误：

  • 确保模块盖打开（热循环仪、吸光度读取器）
  • 验证加热摇床锁闩打开
  • 检查实验台布局是否有障碍物
  • 确认目标位置清晰

移动后实验室器皿未正确放置：

  • 调整 drop_offset 以确保正确放置
  • 检查模块/适配器与实验室器皿的兼容性
  • 验证目标表面水平且清晰

协议意外暂停：

  • 检查是否指定了 use_gripper=True
  • 验证协议是否启用夹持器
  • 确保实验室器皿可夹持

OFF_DECK 移动错误：

  • 导入 OFF_DECK 常量：from opentrons.protocol_api import OFF_DECK
  • 跟踪实验室器皿位置 - 如果不在 OFFDECK，则无法移动
  • 确保足够的离线存储槽

高级技术

条件性夹持器使用

# 对标准实验室器皿使用夹持器，对自定义使用手动
def move_smart(protocol, labware, destination, is_grippable=True):
    if is_grippable:
        protocol.move_labware(labware, destination, use_gripper=True)
    else:
        protocol.comment(f"请手动移动 {labware} 到 {destination}")
        protocol.move_labware(labware, destination, use_gripper=False)

move_smart(protocol, standard_plate, "D2", is_grippable=True)
move_smart(protocol, custom_tubes, "D3", is_grippable=False)

偏移校准辅助

# 测试偏移以找到最佳值
def test_gripper_offset(protocol, labware, destination, z_offset_range):
    for z in z_offset_range:
        protocol.comment(f"测试拾取偏移 z={z}")
        protocol.move_labware(
            labware,
            destination,
            use_gripper=True,
            pick_up_offset={"x": 0, "y": 0, "z": z}
        )
        protocol.pause("检查拾取是否成功。继续以继续。")
        # 移动回
        protocol.move_labware(labware, "C1", use_gripper=True)

# 运行测试
test_gripper_offset(protocol, test_plate, "D2", z_offset_range=[0, 1, 2, 3])

板轮转模式

# 通过处理站轮转板
def process_plate_carousel(protocol, plates, processing_station):
    """通过单一模块处理多个板。"""
    for i, plate in enumerate(plates):
        protocol.comment(f"处理板 {i+1}/{len(plates)}")

        # 移动到处理站
        protocol.move_labware(plate, processing_station, use_gripper=True)

        # 处理（例如：读取吸光度）
        # ... 处理步骤 ...

        # 移动到归档
        protocol.move_labware(plate, OFF_DECK, use_gripper=True)

process_plate_carousel(protocol, [plate1, plate2, plate3], reader_module)

实验台布局规划

高效夹持器工作流程的技巧：

  1. 保持高流量位置可访问 - 将频繁移动的实验室器皿放在中心实验台位置
  2. 逻辑分组模块 - 按工作流程顺序排列模块以最小化移动距离
  3. 为吸光度读取器保留第 4 列 - 如果使用读取器，整个第 4 列是暂存区
  4. 使用 OFF_DECK 存储 - 释放实验台空间用于活跃实验室器皿
  5. 规划废物槽访问 - 确保夹持器可以到达废物槽无障碍

示例高效布局：

     1          2          3          4
A  [板]    [模块1]   [读取器]  [保留]
B  [板]    [模块2]   [读取器]  [保留]
C  [吸头]  [试剂]    [读取器]  [保留]
D  [吸头]  [废物]    [读取器]  [保留]

与暂存区槽位集成

Flex 暂存区槽位（第 4 列：A4, B4, C4, D4）用于：

  • 吸光度读取器盖存储（自动）
  • 临时实验室器皿存放
  • 夹持器中间位置

重要： 当加载吸光度读取器时，第 4 列不能用于实验室器皿。

API 版本要求

  • 最低 API 版本： 2.15（引入夹持器支持）
  • 推荐： 2.19+ 以获取完整功能支持
  • 机器人类型： 必须是 Opentrons Flex

附加资源

相关技能

  • opentrons - 主 Opentrons Python API 技能
  • opentrons-heater-shaker - 加热摇床模块（需要夹持器集成）
  • opentrons-absorbance-reader - 吸光度板读取器（需要夹持器）
  • opentrons-magnetic-block - 磁性块（设计用于夹持器工作流程）
  • opentrons-thermocycler - 热循环仪模块（夹持器兼容）
  • opentrons-temperature-module - 温度模块（夹持器兼容）