自动化您的实验室

实验室自动化

如何获得自动化的**大好处,并仍然满足您的预算

同样,充分利用自动化很大程度上取决于具体的应用。尽管如此,一些总体规划有助于几乎任何自动化实验室过程的方法。

**先,科学家**知道要追求什么目标。根据安捷伦科技自动化解决方案应用市场开发经理路易斯·默里(Louis Murray)在2014年实验室管理者网络研讨会上发表的“实验室自动化趋势”中说道:科学家们通过实验室自动化来提高吞吐量,吞吐时间和数据重现性。在网络研讨会期间,Murray说,“自动化将消除一个瓶颈,并提高流程的吞吐量; 然而,实际上它只是将瓶颈移动到整个工作流程中的另一个步骤。“但是,正确地完成,新的瓶颈小于它替代的瓶颈。

这意味着实验室经理应该知道自动化正在解决的瓶颈,以及它将创建一个新瓶颈。正如Murray所说:“因此,通过仔细规划和协调实验室扩展工作,可以尽可能高效地提高吞吐量,确保所有不同的流程同步增长,并尽可能高效地支出资金。

选择地点

TTP Labtech冰箱今天的自动化平台通常包括用户友好的界面,如TTP Labtech实验室冰箱上的界面。(图片由TTP LABTECH提供。)实验室经理可能有几个自动化的观点。正如总部位于佛蒙特州Winooski的BioTek仪器公司**产品营销经理Jason Greene所说:“也许你正在经营多种检测,并希望实现自动化。”他补充道,“你的预算肯定有限。

在安娜堡密歇根大学化学基因组中心,HTS(高通量筛选)主任Martha Larsen面临着这些挑战 - 在满足预算的同时获得自动化的**佳效益之间的平衡。正如她所说,“我们考虑每个项目的成本和收益。如果我们要花x美元,什么是实验室的回报?

在某些情况下,做更快的事情是自动化的驱动力,但是Larsen并不总是这样。“由于我们是一个学术实验室,”她说,“我们不关注更快。相反,我们看到的好处可能是你可以节省聘用某人。

有时,找出什么自动化的作用,但是,是一个经验的问题。例如,Larsen描述了购买仪器以将板材装配在甲板上。她说,“当科学家学会如何自动化的时候,他们花费的时间比他们只是用手把板放在甲板上的时间要多得多。”自动化系统的一个问题是,使用频率。正如Larsen所说,“如果你每个月只做四次事情,那么手动完成它可能更快。

此外,这种自动化失败教Larsen一个**的教训。她说,“现在我们根据历史使用情况评估自动化决策,然后考虑自动化投资,以及花费多长时间来恢复安装和使系统运行所需的时间。

这种分析导致Larsen不能自动化她实验室的流式细胞仪。“很多人买一个装有盘子的机器人手臂。我们发现,只需要10分钟,把板子,我们只做一个月两天,“她说。此外,她使用学生来做。

相反,Larsen说,她的高内容显微镜的机械臂真的节省了时间。“这是值得的投资,”她说。

Biotek Cytation 5
许多工作流程创造了可以容易地自动化的瓶颈,例如这些微孔板被自动馈送到BioTek Cytation 5细胞成像多模式读取器。(图片由BIOTEK INSTRUMENTS提供。)然而,自动化的预算方面在销售后并没有结束。如拉森所说,“这不是自动化的**初成本**重要的; 它实际上是我们面临的年度费用。“她补充说,”你可以买一辆低于$ 20,000的汽车,得到三年的保修,但我花了15万美元自动化,他们给我6个月或一年的保修。制造商应该愿意支持产品更长的时间,并将其构建到系统中,特别是对于学术实验室,因为我买不起一些服务合同。“例如,她说,”一个机器人每年花费4万美元服务,

按顺序获得目标

要找出为特定实验室添加自动化的**佳方法,**仔细考虑这些目标。例如,马萨诸塞州沃尔瑟姆的PerkinElmer自动化和微流控应用开发总监Jeremy Lambert提到了从血液或血浆样品中提取高体积DNA。

“这是一个非常常规,可预测的检测方法,它不会每天或每周更改很多,而且通常需要大量的液体转移和混合。”他补充说,“这个过程常用于工作流程标签管或孔中的任何用户错误都是**的,移液中的错误可能导致交叉污染问题。“因此,自动化可以真正有益于该测定。

在其他情况下,目标可能不是单数。例如,BioTek Instruments的Greene指出使用基于细胞的测定法的检测。“这通常需要在多模式读取器和倒置荧光显微镜之间移动微孔板,与其他人共享大厅,”他说。“这不是有效的,它可以延长几个小时的步骤,也许可以在几分钟内完成。”为了做到这么快,虽然,一个科学家需要一个提供多模式阅读器和倒置荧光显微镜在一个设备,从而使从检测到成像的过渡自动化。

在一个例子中,目标是真正的金。OI分析公司总经理David Barclay是位于德克萨斯州College Station的Xylem**,它描述了帮助一家大型金矿公司。“他们使用氰化物提取黄金,”他说,“他们想控制氰化物浓度,因为它非常昂贵,所以我们开发了一个在线氰化物分析仪。”通过自动控制氰化物浓度,采矿公司节省时间和钱。

更好的生物银行

某些形式的实验室工作似乎比其他形式更适合自动化。例如,用于研究和临床应用的生物银行收集和存储样品听起来像自然的自然。根据Hamilton Storage Technologies在马萨诸塞州富兰克林的项目工程师Matt Hutnak所说,“样品完整性和样品质量是**重要的。将自动化应用于生物库可控制样品周围的整个过程。“例如,控制温度可提高样品的质量。手动生物银行对样品进行较大的温度变化,因为低温冰箱被打开和关闭,甚**比所需时间更长。“这可能导致几十度的温度变化,”Hutnak说。通过自动化该过程,可以在不打开低温冰箱的情况下完成许多步骤,

此外,自动化向样品添加了审核跟踪,因此“研究人员可以对他们从生物库中获取的产品有信心,”Hutnak说。这在任何受管制的工业中尤其有用,例如用于药物研究的生物库存样品。

自动化生物库有利于各种规模的组织和实验室。Hutnak说,“我们的客户包括拥有1000多万样本的大型研究机构和只有成千上万样本的大学实验室。

Hamilton BiOSHamilton BiOS系统的内部机器人管理管架的堆叠,作为自动存储和检索过程的一部分。(图片由汉密尔顿STORAGE TECHNOLOGIES公司)在考虑一个自动化生物样本库,不过,研究人员需要提前考虑。TTP Labtech全球销售经理James Craven说,“你需要一个适应性强的解决方案来满足未来的需求,TTP Labtech公司总部设在英**的赫特福德郡。有时,一个简单的变化帮助生物库研究人员今天和明天。例如,Craven讨论了用于自动化管存储和检索的管格式的标准化,例如使用2-D条形码。“然后,自动化可以像冷冻机中的自动售货机,”他说。“研究人员可以跟踪和樱桃采摘先前存储的样品。

把事情简单化

不久以前,即使是自动化的概念也很复杂。这肯定使许多实验室不能将自动化添加到任何可以用手有效地处理的东西上。今天的技术显着减少了这个障碍。

部分简化的自动化来自于一个持续的趋势。Tecan的液体处理产品和应用管理经理Kevin Moore总部位于瑞士的Männedorf,他解释说:“我们开始建立大型系统,一次性覆盖大型工作流程,但现在我们为工作流的小部分提供更多的工作站,可以移动。“这些更小的系统可以更容易地集成在实验室中。此外,它们允许未来的灵活性,使得相同的设备可以减少当前的一个瓶颈和将来的不同瓶颈。

同时,供应商仍在努力使自动化更容易。“实验室自动化用户通常是科学家,而不是计算机程序员,”Tecan软件产品经理Hal Wehrenberg说。“因此,大的推动力是让事情更像智能手机。”作为一个例子,他描述了一个触摸工具功能,“在触摸屏上提供一个可定制的非常简单的用户界面”。一般来说,科学家不应该编写代码以使自动化系统工作。正如Tecan液体处理**产品经理Bronwen Forster所说,“它应该是非常直观的拖放,复制和粘贴,就像你在Excel中看到的那样。”对于具有一些编程技能的科学家,一个基于开放软件的系统平台仍然使得更容易根据个人需要定制指令。

保持自动化尽可能简单的**从一开始就开始。通过确定自动化可以做得**好的特定点,并探索各种解决方案,实验室管理员可提高成功实施的几率。此外,今天的科学家不应该接受难以使用的产品,因为现代自动化应该比以往更容易安装,定制和使用。此外,不要忘记获得一个可以适应明天需求的系统,这样您就有机会处理不可预见的工作流程。