同樣，充分利用自動(dòng)化很大程度上取決于具體的應(yīng)用。盡管如此，一些總體規(guī)劃有助于幾乎任何自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室過程的方法。
shou先，科學(xué)家必須知道要追求什么目標(biāo)。根據(jù)安捷倫科技自動(dòng)化解決方案應(yīng)用市場(chǎng)開發(fā)經(jīng)理路易斯·默里（Louis Murray）在2014年實(shí)驗(yàn)室管理者網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上發(fā)表的“實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化趨勢(shì)”中說道：科學(xué)家們通過實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化來(lái)提高吞吐量，吞吐時(shí)間和數(shù)據(jù)重現(xiàn)性。在網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)期間，Murray說，“自動(dòng)化將消除一個(gè)瓶頸，并提高流程的吞吐量; 然而，實(shí)際上它只是將瓶頸移動(dòng)到整個(gè)工作流程中的另一個(gè)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(shí)驗(yàn)室經(jīng)理應(yīng)該知道自動(dòng)化正在解決的瓶頸，以及它將創(chuàng)建一個(gè)新瓶頸。正如Murray所說：“因此，通過仔細(xì)規(guī)劃和協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)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(zhǎng)，并盡可能高效地支出資金。
今天的自動(dòng)化平臺(tái)通常包括用戶友好的界面，如TTP Labtech實(shí)驗(yàn)室冰箱上的界面。（圖片由TTP LABTECH提供。）實(shí)驗(yàn)室經(jīng)理可能有幾個(gè)自動(dòng)化的觀點(diǎn)。正如總部位于佛蒙特州Winooski的BioTek儀器公司**產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理Jason Greene所說：“也許你正在經(jīng)營(yíng)多種檢測(cè)，并希望實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。”他補(bǔ)充道，“你的預(yù)算肯定有限。
在安娜堡密歇根大學(xué)化學(xué)基因組中心，HTS（高通量篩選）主任Martha Larsen面臨著這些挑戰(zhàn) - 在滿足預(yù)算的同時(shí)獲得自動(dòng)化的**佳效益之間的平衡。正如她所說，“我們考慮每個(gè)項(xiàng)目的成本和收益。如果我們要花x美元，什么是實(shí)驗(yàn)室的回報(bào)？
在某些情況下，做更快的事情是自動(dòng)化的驅(qū)動(dòng)力，但是Larsen并不總是這樣。“由于我們是一個(gè)學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室，”她說，“我們不關(guān)注更快。相反，我們看到的好處可能是你可以節(jié)省聘用某人。
有時(shí)，找出什么自動(dòng)化的作用，但是，是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的問題。例如，Larsen描述了購(gòu)買儀器以將板材裝配在甲板上。她說，“當(dāng)科學(xué)家學(xué)會(huì)如何自動(dòng)化的時(shí)候，他們花費(fèi)的時(shí)間比他們只是用手把板放在甲板上的時(shí)間要多得多。”自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)問題是，使用頻率。正如Larsen所說，“如果你每個(gè)月只做四次事情，那么手動(dòng)完成它可能更快。
此外，這種自動(dòng)化失敗教Larsen一個(gè)關(guān)鍵的教訓(xùn)。她說，“現(xiàn)在我們根據(jù)歷史使用情況評(píng)估自動(dòng)化決策，然后考慮自動(dòng)化投資，以及花費(fèi)多長(zhǎng)時(shí)間來(lái)恢復(fù)安裝和使系統(tǒng)運(yùn)行所需的時(shí)間。
這種分析導(dǎo)致Larsen不能自動(dòng)化她實(shí)驗(yàn)室的流式細(xì)胞儀。“很多人買一個(gè)裝有盤子的機(jī)器人手臂。我們發(fā)現(xiàn)，只需要10分鐘，把板子，我們只做一個(gè)月兩天，“她說。此外，她使用學(xué)生來(lái)做。
相反，Larsen說，她的高內(nèi)容顯微鏡的機(jī)械臂真的節(jié)省了時(shí)間。“這是值得的投資，”她說。
許多工作流程創(chuàng)造了可以容易地自動(dòng)化的瓶頸，例如這些微孔板被自動(dòng)饋送到BioTek Cytation 5細(xì)胞成像多模式讀取器。（圖片由BIOTEK INSTRUMENTS提供。）然而，自動(dòng)化的預(yù)算方面在銷售后并沒有結(jié)束。如拉森所說，“這不是自動(dòng)化的**初成本**重要的; 它實(shí)際上是我們面臨的年度費(fèi)用。“她補(bǔ)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(wàn)美元自動(dòng)化，他們給我6個(gè)月或一年的保修。制造商應(yīng)該愿意支持產(chǎn)品更長(zhǎng)的時(shí)間，并將其構(gòu)建到系統(tǒng)中，特別是對(duì)于學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室，因?yàn)槲屹I不起一些服務(wù)合同。“例如，她說，”一個(gè)機(jī)器人每年花費(fèi)4萬(wàn)美元服務(wù)，
要找出為特定實(shí)驗(yàn)室添加自動(dòng)化的**佳方法，必須仔細(xì)考慮這些目標(biāo)。例如，馬薩諸塞州沃爾瑟姆的PerkinElmer自動(dòng)化和微流控應(yīng)用開發(fā)總監(jiān)Jeremy Lambert提到了從血液或血漿樣品中提取高體積DNA。
“這是一個(gè)非常常規(guī)，可預(yù)測(cè)的檢測(cè)方法，它不會(huì)每天或每周更改很多，而且通常需要大量的液體轉(zhuǎn)移和混合。”他補(bǔ)充說，“這個(gè)過程常用于工作流程標(biāo)簽管或孔中的任何用戶錯(cuò)誤都是關(guān)鍵的，移液中的錯(cuò)誤可能導(dǎo)致交叉污染問題。“因此，自動(dòng)化可以真正有益于該測(cè)定。
在其他情況下，目標(biāo)可能不是單數(shù)。例如，BioTek Instruments的Greene指出使用基于細(xì)胞的測(cè)定法的檢測(cè)。“這通常需要在多模式讀取器和倒置熒光顯微鏡之間移動(dòng)微孔板，與其他人共享大廳，”他說。“這不是有效的，它可以延長(zhǎng)幾個(gè)小時(shí)的步驟，也許可以在幾分鐘內(nèi)完成。”為了做到這么快，雖然，一個(gè)科學(xué)家需要一個(gè)提供多模式閱讀器和倒置熒光顯微鏡在一個(gè)設(shè)備，從而使從檢測(cè)到成像的過渡自動(dòng)化。
在一個(gè)例子中，目標(biāo)是真正的金。OI分析公司總經(jīng)理David Barclay是位于德克薩斯州College Station的Xylem品牌，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?yàn)樗浅０嘿F，所以我們開發(fā)了一個(gè)在線氰化物分析儀。”通過自動(dòng)控制氰化物濃度，采礦公司節(jié)省時(shí)間和錢。
某些形式的實(shí)驗(yàn)室工作似乎比其他形式更適合自動(dòng)化。例如，用于研究和臨床應(yīng)用的生物銀行收集和存儲(chǔ)樣品聽起來(lái)像自然的自然。根據(jù)Hamilton Storage Technologies在馬薩諸塞州富蘭克林的項(xiàng)目工程師Matt Hutnak所說，“樣品完整性和樣品質(zhì)量是**重要的。將自動(dòng)化應(yīng)用于生物庫(kù)可控制樣品周圍的整個(gè)過程。“例如，控制溫度可提高樣品的質(zhì)量。手動(dòng)生物銀行對(duì)樣品進(jìn)行較大的溫度變化，因?yàn)?a href="http://m.51npjj.cn/">低溫冰箱被打開和關(guān)閉，甚**比所需時(shí)間更長(zhǎng)。“這可能導(dǎo)致幾十度的溫度變化，”Hutnak說。通過自動(dòng)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(dòng)化向樣品添加了審核跟蹤，因此“研究人員可以對(duì)他們從生物庫(kù)中獲取的產(chǎn)品有信心，”Hutnak說。這在任何受管制的工業(yè)中尤其有用，例如用于藥物研究的生物庫(kù)存樣品。
自動(dòng)化生物庫(kù)有利于各種規(guī)模的組織和實(shí)驗(yàn)室。Hutnak說，“我們的客戶包括擁有1000多萬(wàn)樣本的大型研究機(jī)構(gòu)和只有成千上萬(wàn)樣本的大學(xué)實(shí)驗(yàn)室。
Hamilton BiOS系統(tǒng)的內(nèi)部機(jī)器人管理管架的堆疊，作為自動(dòng)存儲(chǔ)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(gè)自動(dòng)化生物樣本庫(kù)，不過，研究人員需要提前考慮。TTP Labtech全球銷售經(jīng)理James Craven說，“你需要一個(gè)適應(yīng)性強(qiáng)的解決方案來(lái)滿足未來(lái)的需求，TTP Labtech公司總部設(shè)在英G的赫特福德郡。有時(shí)，一個(gè)簡(jiǎn)單的變化幫助生物庫(kù)研究人員今天和明天。例如，Craven討論了用于自動(dòng)化管存儲(chǔ)和檢索的管格式的標(biāo)準(zhǔn)化，例如使用2-D條形碼。“然后，自動(dòng)化可以像冷凍機(jī)中的自動(dòng)售貨機(jī)，”他說。“研究人員可以跟蹤和櫻桃采摘先前存儲(chǔ)的樣品。
不久以前，即使是自動(dòng)化的概念也很復(fù)雜。這肯定使許多實(shí)驗(yàn)室不能將自動(dòng)化添加到任何可以用手有效地處理的東西上。今天的技術(shù)顯著減少了這個(gè)障礙。
部分簡(jiǎn)化的自動(dòng)化來(lái)自于一個(gè)持續(xù)的趨勢(shì)。Tecan的液體處理產(chǎn)品和應(yīng)用管理經(jīng)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(tǒng)，一次性覆蓋大型工作流程，但現(xiàn)在我們?yōu)楣ぷ髁鞯男〔糠痔峁└嗟墓ぷ髡荆梢砸苿?dòng)。“這些更小的系統(tǒng)可以更容易地集成在實(shí)驗(yàn)室中。此外，它們?cè)试S未來(lái)的靈活性，使得相同的設(shè)備可以減少當(dāng)前的一個(gè)瓶頸和將來(lái)的不同瓶頸。
同時(shí)，供應(yīng)商仍在努力使自動(dòng)化更容易。“實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化用戶通常是科學(xué)家，而不是計(jì)算機(jī)程序員，”Tecan軟件產(chǎn)品經(jīng)理Hal Wehrenberg說。“因此，大的推動(dòng)力是讓事情更像智能手機(jī)。”作為一個(gè)例子，他描述了一個(gè)觸摸工具功能，“在觸摸屏上提供一個(gè)可定制的非常簡(jiǎn)單的用戶界面”。一般來(lái)說，科學(xué)家不應(yīng)該編寫代碼以使自動(dòng)化系統(tǒng)工作。正如Tecan液體處理**產(chǎn)品經(jīng)理Bronwen Forster所說，“它應(yīng)該是非常直觀的拖放，復(fù)制和粘貼，就像你在Excel中看到的那樣。”對(duì)于具有一些編程技能的科學(xué)家，一個(gè)基于開放軟件的系統(tǒng)平臺(tái)仍然使得更容易根據(jù)個(gè)人需要定制指令。
保持自動(dòng)化盡可能簡(jiǎn)單的關(guān)鍵從一開始就開始。通過確定自動(dòng)化可以做得**好的特定點(diǎn)，并探索各種解決方案，實(shí)驗(yàn)室管理員可提高成功實(shí)施的幾率。此外，今天的科學(xué)家不應(yīng)該接受難以使用的產(chǎn)品，因?yàn)楝F(xiàn)代自動(dòng)化應(yīng)該比以往更容易安裝，定制和使用。此外，不要忘記獲得一個(gè)可以適應(yīng)明天需求的系統(tǒng)，這樣您就有機(jī)會(huì)處理不可預(yù)見的工作流程。
