opentrons-integration

Was macht opentrons-integration?

Überblick

Erstellen Sie praxisreife Python-Protokolle der API v2 für Opentrons Flex und OT-2. Diese Fähigkeit umfasst die Protokollstruktur, Hardware- und Deck-Konfiguration, Flüssigkeitshandhabung, Laufzeitanpassung, Modulsteuerung, Simulation und sichere Bereitstellung.

Der verifizierte Basisstand zum 23.07.2026 ist:

• opentrons==9.1.1 für reproduzierbare Flex-Simulation.
• opentrons==9.0.0 für lokale OT-2 API 2.28-Kompatibilitätssimulation.
• Flex unterstützt API-Level 2.15 bis 2.29 auf aktueller Software.
• OT-2 unterstützt API-Level 2.0 bis 2.28 auf aktueller Software.
• API 2.29 ist zum jetzigen Basisstand nur für Flex. Verwenden Sie 2.29 nicht in einem OT-2-Protokoll.

Lesen Sie references/sources.md für die diesem Schnappschuss zugrunde liegende offizielle Dokumentation. Überprüfen Sie vor dem Zielen auf neuere Robotersoftware die offizielle Versionsseite erneut.

Sicherheitsgrenze

Opentrons-Protokolle steuern physische Geräte. Behandeln Sie erfolgreiche Python-Syntax oder lokale Simulation niemals als Erlaubnis für den Einsatz auf einem Roboter.

Vor der Live-Ausführung:

1. Simulieren Sie lokal mit derselben festgelegten opentrons-Version, die für die Erstellung verwendet wurde.
2. Importieren Sie das Protokoll in die korrekte Opentrons-App und fordern Sie eine erfolgreiche Analyse.
3. Überprüfen Sie Robotermodell, Software, Pipetten, Halterungen, Module, Adapter, Labware- Definitionen, Deck-Komponenten, Spitzenanzahl, Quellvolumina, Totvolumina und Zielkapazität.
4. Prüfen Sie die Laufvorschau und die Deck-Karte mit dem Bediener.
5. Führen Sie einen langsamen Trockenlauf mit ungefährlicher Flüssigkeit durch, wenn Geometrie, kundenspezifische Labware, teilweises Spitzenaufnehmen oder Greiferbewegungen neu sind.
6. Halten Sie den Not-Aus zugänglich und befolgen Sie standortspezifische Biosicherheits-, Chemikaliensicherheits- und Kontaminationskontrollverfahren.

Simulation kann keine physische Kalibrierung, Flüssigkeitseigenschaften, Meniskusverhalten, Labware-Fertigungstoleranzen, Entfernen von Verschlüssen oder Siegeln, Schläuche oder alle möglichen Kollisionen überprüfen.

Wählen Sie die richtige Schnittstelle

Verwenden Sie diese Fähigkeit für Python-Dateien, die in die Opentrons-App importiert und über die Protocol API ausgeführt werden.

• Verwenden Sie Protocol Designer für unterstützte No-Code-Workflows.
• Verwenden Sie PyLabRobot für einen herstellerunabhängigen Workflow, der mehrere Anbieter umfasst.
• Behandeln Sie die HTTP-API des Roboters als separate Integrationsoberfläche. Wenn eine direkte HTTP-Steuerung explizit erforderlich ist, verwenden Sie das OpenAPI-Dokument des Zielroboters und leiten Sie keine Endpunkte aus Protocol-API-Methoden ab.

Erforderliche Informationen

Schreiben Sie keinen endgültigen Protokollcode, bis diese Fakten bekannt sind:

• Roboter: Flex oder OT-2, sowie installierte Robotersoftware.
• Pipettenmodell, Volumenbereich, Kanalanzahl und Halterung.
• Module und Generationen; Verfügbarkeit von Flex Gripper oder Stacker.
• Exakte API-Ladenamen der Labware und ggf. benutzerdefinierte Definitionsdateien.
• Deck-Komponenten: Flex-Müllbehälter, Abfallschacht, Staging-Slots oder Stacker.
• Quellvolumina, Zielvolumina, Totvolumen, Mischbedarf und Flüssigkeitseigenschaften.
• Spitzenrichtlinie: Kontaminationsgrenzen, Wiederverwendungsrichtlinie, Filter, teilweises Aufnehmen und Gesamtspitzen.
• Bedienereingriffe, Inkubationszeitpunkte, Laufzeitparameter und Ausgabedateien.
• Akzeptanzkriterien: tolerierter Volumenfehler, erforderliche Kontrollen und Trockenlaufplan.

Wenn eine physische Konfiguration unsicher ist, erstellen Sie einen parametrisierten Entwurf und eine explizite Annahmenliste, anstatt zu raten.

Installieren und Simulieren

Flex:

uv run --with "opentrons==9.1.1" opentrons_simulate protocol.py

OT-2 API 2.28:

uv run --with "opentrons==9.0.0" opentrons_simulate protocol.py

Das 9.1.1-Paket lehnt OT-2-Protokolle nach der Trennung der Flex-/OT-2-Releaselinie bewusst ab. Schließen Sie die OT-2-Analyse immer in der aktuellen OT-2-App ab.

Für eine dedizierte Flex-Umgebung:

uv venv --python 3.10
uv pip install --python .venv/bin/python -r skills/opentrons-integration/requirements-flex.txt
.venv/bin/opentrons_simulate protocol.py

Verwenden Sie stattdessen requirements-ot2.txt für eine OT-2-Kompatibilitätsumgebung. Unter Windows rufen Sie die ausführbare Datei von .venv\Scripts\opentrons_simulate.exe auf. Die lokale Simulation ist für Python-Protokolle gedacht; importieren Sie Protocol-Designer-JSON-Dateien in die entsprechende Opentrons-App.

Protokollskelette

Flex, API 2.29

Für Flex ist requirements obligatorisch. Setzen Sie apiLevel nur in requirements, nicht sowohl in metadata als auch requirements.

from opentrons import protocol_api

metadata = {
    "protocolName": "Flex-Transfer",
    "author": "Ihr Name",
    "description": "Puffer in eine Platte überführen.",
}
requirements = {"robotType": "Flex", "apiLevel": "2.29"}


def run(protocol: protocol_api.ProtocolContext) -> None:
    tips = protocol.load_labware(
        "opentrons_flex_96_tiprack_200ul", "D1"
    )
    reservoir = protocol.load_labware("nest_12_reservoir_15ml", "D2")
    plate = protocol.load_labware("nest_96_wellplate_200ul_flat", "C2")
    protocol.load_trash_bin("A3")
    pipette = protocol.load_instrument(
        "flex_1channel_1000", "left", tip_racks=[tips]
    )

    pipette.transfer(
        100,
        reservoir["A1"],
        plate["A1"],
        new_tip="always",
    )

OT-2, API 2.28

Für OT-2 API 2.15 und höher wird ein requirements-Block empfohlen. OT-2 hat einen festen Müll in Slot 12; rufen Sie load_trash_bin() nicht auf.

from opentrons import protocol_api

metadata = {
    "protocolName": "OT-2-Transfer",
    "author": "Ihr Name",
}
requirements = {"robotType": "OT-2", "apiLevel": "2.28"}


def run(protocol: protocol_api.ProtocolContext) -> None:
    tips = protocol.load_labware("opentrons_96_tiprack_300ul", "1")
    reservoir = protocol.load_labware("nest_12_reservoir_15ml", "2")
    plate = protocol.load_labware("nest_96_wellplate_200ul_flat", "3")
    pipette = protocol.load_instrument(
        "p300_single_gen2", "left", tip_racks=[tips]
    )
    pipette.transfer(100, reservoir["A1"], plate["A1"])

Verwenden Sie das niedrigste API-Level, das alle erforderlichen Funktionen bietet, wenn ein Protokoll über eine gemischte Softwareflotte hinweg ausgeführt werden muss. Verwenden Sie das aktuelle Maximum nur, wenn der Workflow dessen Verhalten oder Fähigkeiten benötigt.

Erstellungs-Workflow

1. Roboter und API-Level auswählen

Überprüfen Sie das maximal unterstützte API in der App unter den erweiterten Einstellungen des Roboters. Ordnen Sie jede angeforderte Funktion ihrem minimalen API-Level mithilfe von references/api_reference.md zu.

Wichtige Schwellen:

• 2.20: CSV-Laufzeitparameter, Flüssigkeitserkennung, erweiterte partielle Düsenlayouts.
• 2.21: Absorbance Plate Reader.
• 2.22: Aktuelle Labware-Level-Methoden zum Laden von Flüssigkeiten.
• 2.23: Meniskuspositionen und Labware-Deckel.
• 2.24: Flüssigkeitsklassen und komplexe Befehle für Flüssigkeitsklassen.
• 2.25: Flex Stacker und Flex 96-Kanal 200 µL Pipette.
• 2.27: Dynamisches Pipettieren und gleichzeitige Modulaktionen.
• 2.28: 20 µL Flex-Spitzen, verbesserte teilweise Spitzenrückgabe und Thermocycler-Rampe.
• 2.29: Schrittgruppierung; nur Flex zum verifizierten Basisstand.

2. Deck explizit aufbauen

• Verwenden Sie exakte Lade-Namen aus der offiziellen Labware-Bibliothek.
• Laden Sie Flex-Müllbehälter oder den Abfallschacht explizit.
• Berücksichtigen Sie Modul-Fußabdrücke, Staging-Slots, Stacker-Shuttles, Greiferpfade und hohe angrenzende Labware.
• Laden Sie Labware auf Adaptern oder Modulkontexten in der dokumentierten Reihenfolge.
• Ersetzen Sie niemals eine ähnlich benannte Labware-Definition; Geometrie und Offsets sind Teil des Sicherheitsmodells des Protokolls.

Siehe references/modules_and_deck.md.

3. Pipetten und Spitzen auswählen

Aktuelle Lade-Namen sind:

• Flex: flex_1channel_50, flex_1channel_1000, flex_8channel_50, flex_8channel_1000, flex_96channel_200, flex_96channel_1000.
• OT-2 GEN2: p20_single_gen2, p20_multi_gen2, p300_single_gen2, p300_multi_gen2, p1000_single_gen2.

Stellen Sie sicher, dass jedes angeforderte Volumen innerhalb des konfigurierten Pipetten- und Spitzenbereichs liegt. Eine 100-nL-Operation ist keine Opentrons- Pipettieraufgabe.

4. Eine Flüssigkeitshandhabungsebene wählen

• Verwenden Sie aspirate(), dispense(), mix(), air_gap(), blow_out() und touch_tip() für explizite Steuerung.
• Verwenden Sie transfer(), distribute() und consolidate() für Standardbewegungen.
• Erwägen Sie auf Flex transfer_with_liquid_class(), distribute_with_liquid_class() oder consolidate_with_liquid_class() für Opentrons-verifiziertes wässriges, flüchtiges oder viskoses Verhalten.
• Verwenden Sie dynamische Start-/Endpositionen oder dynamic_mix() nur, wenn API 2.27+ und die Geometrie überprüft wurde.

Modellieren Sie Kontaminationsgrenzen, bevor Sie Spitzen optimieren. Verwenden Sie eine Spitze niemals über nicht verwandte Proben hinweg wieder, nur um Verbrauchsmaterial zu reduzieren. Siehe references/liquid_handling.md.

5. Setup-Informationen und Laufzeitsteuerung hinzufügen

Verwenden Sie define_liquid() und Labware-Level-load_liquid() oder load_liquid_by_well(), um die Setup-Visualisierung zu verbessern. Verwenden Sie in neuen Protokollen ab API 2.22+ nicht mehr die veraltete Well.load_liquid().

Definieren Sie vom Bediener gesteuerte Werte in add_parameters() und lesen Sie sie über protocol.params. Validieren Sie Bereiche und verwenden Sie Standardwerte, die eine sichere, aussagekräftige Simulation erzeugen. CSV-Parameter haben keinen Standardwert, und es kann nur ein CSV-Parameter pro Lauf ausgewählt werden.

6. Ressourcen budgetieren

Berechnen Sie vor der Simulation:

• Erforderliche Spitzen oder Spitzensätze unter jedem Zweig.
• Quellvolumen = geliefertes Volumen + Mischverlust + Entsorgungsvolumen + Totvolumen
  • eine begründete Reserve.
• Maximales Zielvolumen nach jeder Zugabe und Mischung.
• Anzahl der Modul-, Adapter-, Müll- und Staging-Positionen.
• Inkubations- und Modulzeitsteuerung, einschließlich gleichzeitiger Aufgaben.

7. In Schichten validieren

1. Kompilieren: python -m py_compile protocol.py.
2. Mit dem festgelegten Paket simulieren.
3. Das Laufprotokoll auf Befehlsanzahl, Spitzenwechsel, Pausen und unerwartete Positionen prüfen.
4. In die entsprechende App importieren und erfolgreiche Analyse anfordern.
5. Protokollvisualisierung, Standardwerte der Laufzeitparameter, Deck-Karte, Modul- Setup und Labware-Offsets überprüfen.
6. Vor dem ersten Einsatz einen vom Bediener überprüften Trockenlauf durchführen.

Siehe references/validation_and_operations.md.

Häufige Fehlermodi

• Verwendung alter Namen wie p300_single_flex; stattdessen aktuelle flex_*-Lade-Namen verwenden.
• Deklaration von apiLevel sowohl in metadata als auch in requirements.
• Verwendung von API 2.29 für OT-2.
• Vergessen eines Flex-Müllbehälters oder Abfallschachts.
• Laden eines Magnetic Module auf Flex; stattdessen unterstützte Flexible-Magnethardware verwenden.
• Aufruf von read(wavelengths=...) am Plattenleser; zuerst initialize() aufrufen, dann read().
• Verwendung der veralteten Well.load_liquid() anstelle von Labware-Level-Methoden.
• Annahme, dass Simulation Kalibrierung, Flüssigkeitshöhe oder physische Abstände überprüft.
• Übergabe einer unsicheren Vertiefung an eine Pipette mit teilweiser Düse, was zu Spitzen außerhalb der Labware und einem Absturz führen kann.
• Verwendung von new_tip="once" über Proben mit inkompatiblen Kontaminationsanforderungen hinweg.

Mitgelieferte Vorlagen

Datei	Zweck
scripts/basic_protocol_template.py	Minimaler Flex 2.29-Transfer mit aktuellen Namen
scripts/ot2_basic_protocol_template.py	Minimaler OT-2 2.28-Transfer
scripts/serial_dilution_template.py	Vollplatten-1:2-Verdünnung mit einer 8-Kanal-Flex-Pipette
scripts/pcr_setup_template.py	Flex PCR-Setup und Thermocycler-Zyklen
scripts/runtime_parameters_template.py	Sichere numerische und boolesche Laufzeitparameter
scripts/absorbance_reader_template.py	Korrekte Flex-Plattenleser-Initialisierung und -Leseworkflow

Vorlagen sind Startpunkte, keine validierten Assays. Ersetzen Sie Volumina, Labware, Flüssigkeiten, Zeitsteuerung und Spitzenrichtlinien nur nach Überprüfung der Hardware-Kompatibilität und der Nasslabor-Methode.

Referenzhandbuch

Referenz	Verwenden Sie sie für
references/api_reference.md	Aktuelle Lade-Namen, Versionsschwellen und wertvolle Methoden
references/protocol_authoring.md	Anforderungen, Labware, Laufzeitparameter und Design-Workflow
references/liquid_handling.md	Befehlsauswahl, Flüssigkeitsklassen, Sensorik und Teilspitzen
references/modules_and_deck.md	Modul-Kompatibilität, Deck-Komponenten, Greifer und Stacker
references/validation_and_operations.md	Simulation, App-Analyse, Trockenläufe und Fehlerbehebung
references/migration-api-2-19-to-2-29.md	Aktualisieren älterer Protokolle und früherer Muster dieser Fähigkeit
references/sources.md	Offizielle Dokumentation und Release-Quellen

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Kassis, T., Agarwal, V., He, Y., Patel, D., & Brueckner, A. M. (2026). Scientific Agent Skills: A Library of Procedural Knowledge for Research Agents. arXiv:2609.00065. https://doi.org/10.48550/arXiv.2609.00065

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