Opentrons 整合技能 是做什麼的？
概述
為 Opentrons Flex 與 OT-2 建立具備生產思維的 Python Protocol API v2 協定。此技能涵蓋協定結構、硬體與平台配置、液體處理、執行時期自訂、模組控制、模擬及安全部署。
截至 2026-07-23 的驗證基準為：
opentrons==9.1.1用於可重現的 Flex 模擬。opentrons==9.0.0用於本機 OT-2 API 2.28 相容性模擬。- Flex 支援當前軟體的 API 層級 2.15 至 2.29。
- OT-2 支援當前軟體的 API 層級 2.0 至 2.28。
- 在此基準下，API 2.29 僅限 Flex。請勿將
2.29放入 OT-2 協定中。
請參閱 references/sources.md 以了解此快照所使用的上游文檔。在鎖定更新的機器人軟體之前，請重新檢查官方版本頁面。
安全邊界
Opentrons 協定控制實體設備。切勿將成功的 Python 語法或本地模擬視為在機器人上執行的許可。
在實際執行之前：
- 使用與編寫時相同的固定
opentrons版本進行本地模擬。 - 將協定匯入正確的 Opentrons App 並要求成功分析。
- 驗證機器人型號、軟體、吸管、支架、模組、轉接器、耗材定義、平台固定裝置、吸頭數量、來源體積、死體積及目的地容量。
- 與操作員一起審閱執行預覽及平台地圖。
- 當涉及幾何形狀、自訂耗材、部分吸頭拾取或夾爪移動時，使用非危險液體進行緩慢的空跑。
- 保持緊急停止按鈕可觸及，並遵循現場特定的生物安全、化學安全及污染控制程序。
模擬無法驗證物理校準、液體性質、彎月面行為、耗材製造公差、瓶蓋或密封膜移除、管路或所有可能的碰撞。
選擇正確的介面
使用此技能來處理匯入 Opentrons App 並透過 Protocol API 執行的 Python 檔案。
- 對於支援的無程式碼工作流程，請使用 Protocol Designer。
- 對於跨廠商的硬體無關工作流程，請使用 PyLabRobot。
- 將機器人的 HTTP API 視為一個獨立的整合面。如果明確需要直接 HTTP 控制，請使用目標機器人提供的 OpenAPI 文檔，且不要從 Protocol API 方法推斷端點。
必要資訊
在確定以下資訊之前，請勿編寫最終協定程式碼：
- 機器人：Flex 或 OT-2，以及已安裝的機器人軟體。
- 吸管型號、體積範圍、通道數量及支架。
- 模組與世代；Flex Gripper 或 Stacker 的可用性。
- 確切的耗材 API 載入名稱及自訂定義檔案（如有）。
- 平台固定裝置：Flex 垃圾桶、廢料槽、暫存槽或 Stacker。
- 來源體積、目的地體積、死體積、混合需求及液體特性。
- 吸頭策略：污染邊界、重複使用策略、濾芯、部分吸取及總吸頭數。
- 操作員干預、培養時間、執行時期參數及輸出檔案。
- 驗收標準：容忍體積誤差、所需對照及空跑計畫。
如果任何物理配置不確定，請產出參數化的草稿及明確的假設列表，而不是猜測。
安裝與模擬
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
9.1.1 套件會故意拒絕 Flex/OT-2 發行版本線路分離後的 OT-2 協定。請務必在當前的 OT-2 App 中完成 OT-2 分析。
對於專用的 Flex 環境：
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
請改用 requirements-ot2.txt 來建立 OT-2 相容性環境。在 Windows 上，請從 .venv\Scripts\opentrons_simulate.exe 呼叫可執行檔。本地模擬僅適用於 Python 協定；請將 Protocol Designer JSON 檔案匯入適當的 Opentrons App。
協定框架
Flex，API 2.29
對於 Flex，requirements 是強制的。請僅將 apiLevel 放在 requirements 中，而不是同時放在 metadata 和 requirements 中。
from opentrons import protocol_api
metadata = {
"protocolName": "Flex transfer",
"author": "Your Name",
"description": "Transfer buffer into a plate.",
}
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
對於 OT-2 API 2.15 及更新版本，建議使用 requirements 區塊。OT-2 在插槽 12 有固定垃圾桶；請勿呼叫 load_trash_bin()。
from opentrons import protocol_api
metadata = {
"protocolName": "OT-2 transfer",
"author": "Your 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"])
當協定必須在混合軟體機群中執行時，應使用提供所有必要功能的最低 API 層級。僅在工作流程需要其行為或功能時，才使用當前最大值。
編寫工作流程
1. 選擇機器人與 API 層級
在 App 中檢查機器人進階設定下支援的最大 API。使用 references/api_reference.md 將每個請求的功能對應到其最低 API 層級。
重要門檻：
- 2.20：CSV 執行時期參數、液體存在偵測、擴展的部分噴嘴佈局。
- 2.21：吸光度讀盤機。
- 2.22：當前的耗材層級液體載入方法。
- 2.23：彎月面位置與耗材蓋子。
- 2.24：液體類別與液體類別複雜指令。
- 2.25：Flex Stacker 與 Flex 96 通道 200 µL 吸管。
- 2.27：動態吸取與並行模組動作。
- 2.28：20 µL Flex 吸頭、改進的部分吸頭歸還及熱循環儀升降速率。
- 2.29：步驟分組；在驗證基準下僅限 Flex。
2. 明確構建平台
- 使用官方耗材庫中的確切載入名稱。
- 明確載入 Flex 垃圾桶或廢料槽。
- 考慮模組佔地面積、暫存槽、Stacker 梭動件、夾爪路徑及高耗材相鄰性。
- 按照文檔順序在轉接器或模組環境上載入耗材。
- 切勿使用名稱相似的耗材定義進行替代；幾何形狀和偏移量是協定安全模型的一部分。
請參閱 references/modules_and_deck.md。
3. 選擇吸管與吸頭
當前的載入名稱為：
- 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。
檢查每個要求的體積是否在配置的吸管與吸頭範圍內。100 nL 操作並非 Opentrons 吸取任務。
4. 選擇液體處理層
- 使用
aspirate()、dispense()、mix()、air_gap()、blow_out()及touch_tip()進行明確控制。 - 使用
transfer()、distribute()及consolidate()進行標準移動。 - 在 Flex 上，可考慮使用
transfer_with_liquid_class()、distribute_with_liquid_class()或consolidate_with_liquid_class()以獲得 Opentrons 驗證的水性、揮發性或黏性行為。 - 僅在 API 2.27+ 且幾何形狀已審查時，才使用動態起始/結束位置或
dynamic_mix()。
在最佳化吸頭之前，先對污染邊界進行建模。切勿僅僅為了減少耗材而跨無關樣本重複使用吸頭。請參閱 references/liquid_handling.md。
5. 添加設置資訊與執行時期控制
使用 define_liquid() 和耗材層級的 load_liquid() 或 load_liquid_by_well() 來改善設置視覺化。在新的 API 2.22+ 協定中，請勿使用已棄用的 Well.load_liquid()。
在 add_parameters() 中定義操作員可控的值，並從 protocol.params 讀取它們。驗證範圍並使用能產生安全、有意義模擬的預設值。CSV 參數沒有預設值，且每次執行只能選擇一個 CSV 參數。
6. 預算資源
在模擬之前，計算：
- 每個分支所需的吸頭或吸頭組。
- 來源體積 = 分配體積 + 混合損耗 + 廢棄體積 + 死體積 + 合理的備用量。
- 每次添加與混合後的最大目的地體積。
- 模組、轉接器、垃圾桶及暫存位置的數量。
- 培養與模組時間，包括並行任務。
7. 分層驗證
- 編譯：
python -m py_compile protocol.py。 - 使用固定套件進行模擬。
- 檢查執行日誌中的指令數量、吸頭更換、暫停及意外位置。
- 匯入適當的 App 並要求成功分析。
- 檢查協定視覺化、執行時期參數預設值、平台地圖、模組設置及耗材偏移量。
- 在首次使用前，執行操作員審查過的空跑。
請參閱 references/validation_and_operations.md。
常見失敗模式
- 使用舊名稱，如
p300_single_flex；請使用當前的flex_*載入名稱。 - 在
metadata和requirements中都宣告了apiLevel。 - 將 API 2.29 用於 OT-2。
- 忘記 Flex 垃圾桶或廢料槽。
- 在 Flex 上載入 Magnetic Module；請使用支援的 Flex 磁性硬體。
- 在讀盤機上呼叫
read(wavelengths=...)；應先呼叫initialize()，然後再呼叫read()。 - 使用已棄用的
Well.load_liquid()而不是耗材層級的方法。 - 假設模擬能驗證校準、液體高度或物理間隙。
- 將不安全的孔傳遞給部分噴嘴吸管，這可能導致吸頭位於耗材外部並造成碰撞。
- 在污染要求不相容的樣本之間使用
new_tip="once"。
捆綁範本
| 檔案 | 用途 |
|---|---|
scripts/basic_protocol_template.py | 使用當前名稱的最小化 Flex 2.29 傳輸 |
scripts/ot2_basic_protocol_template.py | 最小化 OT-2 2.28 傳輸 |
scripts/serial_dilution_template.py | 使用 8 通道 Flex 吸管的整盤 1:2 稀釋 |
scripts/pcr_setup_template.py | Flex PCR 設置與熱循環儀循環 |
scripts/runtime_parameters_template.py | 安全的數值與布林執行時期參數 |
scripts/absorbance_reader_template.py | 正確的 Flex 讀盤機初始化與讀取工作流程 |
範本是起點，而非驗證過的檢測。僅在檢查過硬體相容性與濕實驗方法後，才取代體積、耗材、液體、時間及吸頭策略。
參考指南
| 參考資料 | 用途 |
|---|---|
references/api_reference.md | 當前載入名稱、版本門檻及高價值方法 |
references/protocol_authoring.md | 需求、耗材、執行時期參數及設計工作流程 |
references/liquid_handling.md | 指令選擇、液體類別、感測及部分吸頭 |
references/modules_and_deck.md | 模組相容性、平台固定裝置、夾爪及 Stacker |
references/validation_and_operations.md | 模擬、App 分析、空跑及排錯 |
references/migration-api-2-19-to-2-29.md | 更新舊協定及此技能的先前模式 |
references/sources.md | 官方文檔與發行來源 |
引用科學代理技能
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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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