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    自動化您的實驗室

    實驗室自動化

    如何獲得自動化的**大好處,并仍然滿足您的預算

    同樣,充分利用自動化很大程度上取決于具體的應用。盡管如此,一些總體規劃有助于幾乎任何自動化實驗室過程的方法。

    **先,科學家**知道要追求什么目標。根據安捷倫科技自動化解決方案應用市場開發經理路易斯·默里(Louis Murray)在2014年實驗室管理者網絡研討會上發表的“實驗室自動化趨勢”中說道:科學家們通過實驗室自動化來提高吞吐量,吞吐時間和數據重現性。在網絡研討會期間,Murray說,“自動化將消除一個瓶頸,并提高流程的吞吐量; 然而,實際上它只是將瓶頸移動到整個工作流程中的另一個步驟。“但是,正確地完成,新的瓶頸小于它替代的瓶頸。

    這意味著實驗室經理應該知道自動化正在解決的瓶頸,以及它將創建一個新瓶頸。正如Murray所說:“因此,通過仔細規劃和協調實驗室擴展工作,可以盡可能高效地提高吞吐量,確保所有不同的流程同步增長,并盡可能高效地支出資金。

    選擇地點

    TTP Labtech冰箱今天的自動化平臺通常包括用戶友好的界面,如TTP Labtech實驗室冰箱上的界面。(圖片由TTP LABTECH提供。)實驗室經理可能有幾個自動化的觀點。正如總部位于佛蒙特州Winooski的BioTek儀器公司**產品營銷經理Jason Greene所說:“也許你正在經營多種檢測,并希望實現自動化。”他補充道,“你的預算肯定有限。

    在安娜堡密歇根大學化學基因組中心,HTS(高通量篩選)主任Martha Larsen面臨著這些挑戰 - 在滿足預算的同時獲得自動化的**佳效益之間的平衡。正如她所說,“我們考慮每個項目的成本和收益。如果我們要花x美元,什么是實驗室的回報?

    在某些情況下,做更快的事情是自動化的驅動力,但是Larsen并不總是這樣。“由于我們是一個學術實驗室,”她說,“我們不關注更快。相反,我們看到的好處可能是你可以節省聘用某人。

    有時,找出什么自動化的作用,但是,是一個經驗的問題。例如,Larsen描述了購買儀器以將板材裝配在甲板上。她說,“當科學家學會如何自動化的時候,他們花費的時間比他們只是用手把板放在甲板上的時間要多得多。”自動化系統的一個問題是,使用頻率。正如Larsen所說,“如果你每個月只做四次事情,那么手動完成它可能更快。

    此外,這種自動化失敗教Larsen一個**的教訓。她說,“現在我們根據歷史使用情況評估自動化決策,然后考慮自動化投資,以及花費多長時間來恢復安裝和使系統運行所需的時間。

    這種分析導致Larsen不能自動化她實驗室的流式細胞儀。“很多人買一個裝有盤子的機器人手臂。我們發現,只需要10分鐘,把板子,我們只做一個月兩天,“她說。此外,她使用學生來做。

    相反,Larsen說,她的高內容顯微鏡的機械臂真的節省了時間。“這是值得的投資,”她說。

    Biotek Cytation 5
    許多工作流程創造了可以容易地自動化的瓶頸,例如這些微孔板被自動饋送到BioTek Cytation 5細胞成像多模式讀取器。(圖片由BIOTEK INSTRUMENTS提供。)然而,自動化的預算方面在銷售后并沒有結束。如拉森所說,“這不是自動化的**初成本**重要的; 它實際上是我們面臨的年度費用。“她補充說,”你可以買一輛低于$ 20,000的汽車,得到三年的保修,但我花了15萬美元自動化,他們給我6個月或一年的保修。制造商應該愿意支持產品更長的時間,并將其構建到系統中,特別是對于學術實驗室,因為我買不起一些服務合同。“例如,她說,”一個機器人每年花費4萬美元服務,

    按順序獲得目標

    要找出為特定實驗室添加自動化的**佳方法,**仔細考慮這些目標。例如,馬薩諸塞州沃爾瑟姆的PerkinElmer自動化和微流控應用開發總監Jeremy Lambert提到了從血液或血漿樣品中提取高體積DNA。

    “這是一個非常常規,可預測的檢測方法,它不會每天或每周更改很多,而且通常需要大量的液體轉移和混合。”他補充說,“這個過程常用于工作流程標簽管或孔中的任何用戶錯誤都是**的,移液中的錯誤可能導致交叉污染問題。“因此,自動化可以真正有益于該測定。

    在其他情況下,目標可能不是單數。例如,BioTek Instruments的Greene指出使用基于細胞的測定法的檢測。“這通常需要在多模式讀取器和倒置熒光顯微鏡之間移動微孔板,與其他人共享大廳,”他說。“這不是有效的,它可以延長幾個小時的步驟,也許可以在幾分鐘內完成。”為了做到這么快,雖然,一個科學家需要一個提供多模式閱讀器和倒置熒光顯微鏡在一個設備,從而使從檢測到成像的過渡自動化。

    在一個例子中,目標是真正的金。OI分析公司總經理David Barclay是位于德克薩斯州College Station的Xylem**,它描述了幫助一家大型金礦公司。“他們使用氰化物提取黃金,”他說,“他們想控制氰化物濃度,因為它非常昂貴,所以我們開發了一個在線氰化物分析儀。”通過自動控制氰化物濃度,采礦公司節省時間和錢。

    更好的生物銀行

    某些形式的實驗室工作似乎比其他形式更適合自動化。例如,用于研究和臨床應用的生物銀行收集和存儲樣品聽起來像自然的自然。根據Hamilton Storage Technologies在馬薩諸塞州富蘭克林的項目工程師Matt Hutnak所說,“樣品完整性和樣品質量是**重要的。將自動化應用于生物庫可控制樣品周圍的整個過程。“例如,控制溫度可提高樣品的質量。手動生物銀行對樣品進行較大的溫度變化,因為低溫冰箱被打開和關閉,甚**比所需時間更長。“這可能導致幾十度的溫度變化,”Hutnak說。通過自動化該過程,可以在不打開低溫冰箱的情況下完成許多步驟,

    此外,自動化向樣品添加了審核跟蹤,因此“研究人員可以對他們從生物庫中獲取的產品有信心,”Hutnak說。這在任何受管制的工業中尤其有用,例如用于藥物研究的生物庫存樣品。

    自動化生物庫有利于各種規模的組織和實驗室。Hutnak說,“我們的客戶包括擁有1000多萬樣本的大型研究機構和只有成千上萬樣本的大學實驗室。

    Hamilton BiOSHamilton BiOS系統的內部機器人管理管架的堆疊,作為自動存儲和檢索過程的一部分。(圖片由漢密爾頓STORAGE TECHNOLOGIES公司)在考慮一個自動化生物樣本庫,不過,研究人員需要提前考慮。TTP Labtech全球銷售經理James Craven說,“你需要一個適應性強的解決方案來滿足未來的需求,TTP Labtech公司總部設在英**的赫特福德郡。有時,一個簡單的變化幫助生物庫研究人員今天和明天。例如,Craven討論了用于自動化管存儲和檢索的管格式的標準化,例如使用2-D條形碼。“然后,自動化可以像冷凍機中的自動售貨機,”他說。“研究人員可以跟蹤和櫻桃采摘先前存儲的樣品。

    把事情簡單化

    不久以前,即使是自動化的概念也很復雜。這肯定使許多實驗室不能將自動化添加到任何可以用手有效地處理的東西上。今天的技術顯著減少了這個障礙。

    部分簡化的自動化來自于一個持續的趨勢。Tecan的液體處理產品和應用管理經理Kevin Moore總部位于瑞士的Männedorf,他解釋說:“我們開始建立大型系統,一次性覆蓋大型工作流程,但現在我們為工作流的小部分提供更多的工作站,可以移動。“這些更小的系統可以更容易地集成在實驗室中。此外,它們允許未來的靈活性,使得相同的設備可以減少當前的一個瓶頸和將來的不同瓶頸。

    同時,供應商仍在努力使自動化更容易。“實驗室自動化用戶通常是科學家,而不是計算機程序員,”Tecan軟件產品經理Hal Wehrenberg說。“因此,大的推動力是讓事情更像智能手機。”作為一個例子,他描述了一個觸摸工具功能,“在觸摸屏上提供一個可定制的非常簡單的用戶界面”。一般來說,科學家不應該編寫代碼以使自動化系統工作。正如Tecan液體處理**產品經理Bronwen Forster所說,“它應該是非常直觀的拖放,復制和粘貼,就像你在Excel中看到的那樣。”對于具有一些編程技能的科學家,一個基于開放軟件的系統平臺仍然使得更容易根據個人需要定制指令。

    保持自動化盡可能簡單的**從一開始就開始。通過確定自動化可以做得**好的特定點,并探索各種解決方案,實驗室管理員可提高成功實施的幾率。此外,今天的科學家不應該接受難以使用的產品,因為現代自動化應該比以往更容易安裝,定制和使用。此外,不要忘記獲得一個可以適應明天需求的系統,這樣您就有機會處理不可預見的工作流程。

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