写的
Ruairi麦肯齐
由
未来实验室将由两种技术驱动:一种是目前尚处于起步阶段的新创新，另一种是对更传统技术进行数字化升级，使其适应互联的、数据主导的工作流程。在这篇沉浸式文章中，我们将参观未来实验室，回顾将推动下一代研究的技术和趋势。
如果没有实验室信息管理系统(LIMS)的实施，我们目前在现代实验室中看到的数据进步是不可能的，LIMS作为跟踪样本和数据管理的中心枢纽。在未来实验室中，LIMS将进一步扩展他们的能力，转向云优先软件，可扩展到各个实验室的需求。语音激活系统将使用户更容易记录和管理实验室数据，物联网将使LIMS能够管理实验室环境的细节，确保最佳性能。
未来实验室将产生并需要更大量的输出数据，并保持更高的标准。追踪样品的来源和通过实验室的能力是必不可少的。使用智能消耗品，例如带有条形码细节和内置合规的小瓶，将确保实验室其他地方的自动化系统拥有准确和有效运行所需的原材料。这些智能耗材中的信息可以连接并存储在实验室信息系统中。
未来实验室的研究人员将与自动化系统一起工作，以实现更高的吞吐量和更准确的结果。目前是技术人员的三分之一时间可以被手工任务占用，比如移液。自动化系统，其中一些可以处理到每小时2000个样品，将成为未来实验室的主力，将研究人员解放出来，专注于更重要的任务。自动化将是动态的，一些实验室选择完全自动化的工作流程，而另一些则针对实验室内瓶颈现有协议的单个流程和硬件。
未来实验室的硬件和仪器将不仅用于生成关于样本的数据，还将输出关于它们自身性能的数据。远程监控实验室设备将帮助实验室管理人员跟踪任何被过度使用或未充分利用的硬件，允许高级人员指导用户使用可用的仪器，并减少大量使用设备的瓶颈。智能仪器将内置预测性维护，这将阻止意外故障，使实验室在长时间的维修等待中无法工作。
机器人在这些自动化系统中扮演着重要的角色，根据预定的程序移动和处理样品。现代实验室机器人全六轴运动，内置伺服技术，运动平稳。使用配对软件，机器人可以很容易地训练新的协议。它们的高可靠性和可重复性使得遵守数据完整性法规，如21 CFR第211部分，比使用手动协议更简单。原型移动机器人以及柔软的机器人承诺使未来实验室的机器人技术比目前可用的技术更有活力，进一步开放自动化的实验室协议。
电子实验室笔记本(ELNs)已经面临挑战但其发展方向是明确的——它们将取代未来实验室的纸质数据记录系统。减少纸张浪费有助于实现可持续的实验室实践，对实现数据完整性和合规目标也至关重要。支持审计跟踪的、角色定义的eln帮助实验室管理人员跟踪生成了哪些数据以及由谁生成。正如美国食品和药物管理局等监管机构所言强调鉴于数字数据的重要性，受监管的实验室将把eln视为实验室合规的唯一选择。
自动化、智能仪器和信息系统本身就很有帮助。但是，如果没有物联网(IoT)，未来的实验室可能会成为自动化孤岛，不同的系统都产生有用的数据，但都处于孤立的孤岛中。物联网允许智能仪器、LIMS和eln共享数据。通过使用基于AI和ml的改进，实验室分析可以个性化到每个单独的实验室，在它们开始影响实验室流程之前识别瓶颈和错误来源。
未来技术实验室产生的大量数据如果不能被有效地分析和存储，就毫无意义。云计算似乎是解决这种大数据负担的答案。目前可用的云解决方案是完全可扩展的，这意味着较小的实验室不必为更有限的功能支付过多的费用，而较大的实验室可以充分利用远程竖井和服务器。云计算意味着实验室可以获得远远超出硬件所能获得的分析能力。剩下的安全和数据完整性问题已经成为云提供商产品的焦点。
未来实验室可能还不存在，但我们通过参观下一代实验室的技术和适应性，希望能让你对未来实验室的发展有所了解。互联互通和数据优先的方法将为实验室的进步提供动力，只有结合这些技术，研究才能充分发挥未来的潜力。
随着近年来自动化、物联网(IoT)、信息学和数据分析技术的进步，实验室在流程和仪器方面取得了巨大的发展，但实验室的基本目标保持不变;生成准确、快速、具有成本效益、符合法规要求且可重复的结果。下载本白皮书，你会发现:
