從分析實驗室到每個人的職場，再擴展至我們的個人生活，提升生產(chǎn)力始終是大勢所趨。新興技術(shù)正在助力我們達成愈發(fā)雄心勃勃的目標。在這些技術(shù)中，自動化因其能夠滿足更高效率、可重復(fù)性及整體準確性的需求，已然成為一大趨勢。事實上，自動化正在與人工智能和機器學(xué)習(xí)一起，從根本上重塑了實驗室的現(xiàn)狀。
自動化使科學(xué)家能夠?qū)⒕性跀?shù)據(jù)分析、解釋和規(guī)劃下一步行動上，而不是將時間浪費在重復(fù)的手動任務(wù)上。另一個顯著優(yōu)勢是減少了與危險化學(xué)品和潛在危險樣本的接觸。自動化還允許科學(xué)家有更多的“離開時間”，畢竟人類需要休息，而機器人則不知疲倦。
例如在移液操作時，人類難免存在細微差異，或者有時會讓樣本多放置一會兒。這些差異在單個操作中可能并不顯著，但在大規(guī)模操作中，如CRO中有20人同時參與的研究，人為引起的變異就會累積起來，導(dǎo)致數(shù)據(jù)解釋困難。自動化消除了大部分這種變異性。通過使用相同的設(shè)備和遵循預(yù)設(shè)流程，每個步驟都保持高度一致，從而產(chǎn)生更精確、更可重復(fù)的數(shù)據(jù)。自動化系統(tǒng)還確保了設(shè)備的正確校準和流程的標準化，進一步減少了變異性。由此產(chǎn)生的高質(zhì)量數(shù)據(jù)更容易分析、解釋和用于決策。
自動化的另一個顯著好處是減少了返工。在手動操作中，由于錯誤和不一致性，返工幾乎不可避免。這不僅浪費消耗品和技術(shù)人員的時間，還會延長項目時間表并給其他資源帶來壓力。通過消除返工，自動化加速了項目時間表，為組織創(chuàng)造了額外的容量以處理更多項目，并使科學(xué)家能夠提出更廣泛、更復(fù)雜的問題。
自動化現(xiàn)狀：
制藥與生物制藥領(lǐng)域的先鋒實踐
多年來，色譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)在管理儀器、存儲數(shù)據(jù)和提高效率方面取得了顯著進步。然而，當(dāng)前技術(shù)采用的趨勢在于解決瓶頸問題：是在樣品制備階段(在制備好的樣品到達高效液相色譜儀(HPLC)之前)？還是在數(shù)據(jù)分析階段——審查追蹤文件和解釋結(jié)果？這因?qū)嶒炇叶?，取決于他們擁有的設(shè)備。換句話說，該領(lǐng)域正在經(jīng)歷轉(zhuǎn)型。
盡管許多實驗室希望轉(zhuǎn)向自動化，但如今許多(如果不是大多數(shù))HPLC系統(tǒng)仍然是手動操作的。較新的HPLC系統(tǒng)，如賽默飛世爾科技的Thermo Scientific™ Vanquish™ HPLC系統(tǒng)，設(shè)計為可與自動化集成。這些系統(tǒng)可以與機器人系統(tǒng)配對，以自動加載樣品板或小瓶架。賽默飛世爾科技實驗室自動化團隊已經(jīng)集成了各種各樣的設(shè)備，包括專用的臺式機器人、分配器、清洗器、液體處理器、封口器、開封器和剝皮器，以創(chuàng)建全面的解決方案。這些機器人系統(tǒng)可以自動化加載預(yù)先準備好的樣品板或小瓶架到HPLC儀器加載口，直至完成從樣品制備到檢測的整個端到端工作流程。
我們在制藥和生物制藥實驗室中看到了自動化的顯著增長，特別是在大分子工作流程中。這些領(lǐng)域需要高通量工作流程，結(jié)合樣品制備和檢測。對于它們來說，自動化就是最大化儀器利用率——讓HPLC和質(zhì)譜儀全天候運行，以最大化投資回報率。數(shù)據(jù)分析是另一個主要焦點。許多實驗室已經(jīng)利用AI來協(xié)助審查追蹤文件和理解大型數(shù)據(jù)集。AI在數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)和分析中的重要性不容忽視，因為它顯著提高了數(shù)據(jù)解釋的準確性和效率。目前，AI工具和數(shù)字助手正在開發(fā)中，以幫助用戶更有效地操作儀器。預(yù)計這些進展將在未來兩到三年內(nèi)被廣泛采用，為實驗室技術(shù)人員提供實時指導(dǎo)，優(yōu)化設(shè)備使用，并簡化工作流程。這將最終提高生產(chǎn)力并降低人為錯誤的可能性。
這將帶來巨大收益。例如，一家制藥實驗室集成了賽默飛世爾科技的機器人樣品處理和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，使他們能夠?qū)悠诽幚頃r間減少約50%。這種顯著的效率提升確實可以加速創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)。另一家實驗室的吞吐量增加了約30%，同時人為錯誤顯著減少——這些改進不僅提高了生產(chǎn)力，還增強了數(shù)據(jù)的可靠性。對于其他實驗室來說，合規(guī)性是一個關(guān)鍵驅(qū)動力。例如，一家實驗室專門實施了自動化以簡化法規(guī)合規(guī)性；該系統(tǒng)提供了詳細的審計記錄和可追溯性，顯著減輕了他們向監(jiān)管機構(gòu)提交申請的過程。
自動化：
不僅僅是大型實驗室的專屬
實際上，小型實驗室在自動化采用方面往往滯后，初始成本和對復(fù)雜性的擔(dān)憂使得投資難以證明其合理性。但這些不僅是小型實驗室的擔(dān)憂。自動化往往會在長期內(nèi)降低成本——有時甚至在短期內(nèi)就能降低成本！我們與一位客戶合作，他們最初計劃在四年內(nèi)完成一項研究，并雇傭六到七名額外人員來處理工作量。在評估了自動化之后，他們意識到可以保留現(xiàn)有員工，實施自動化系統(tǒng)，并在大約18個月內(nèi)完成研究。該團隊實際上僅用了14個月就完成了研究，這在很大程度上是因為自動化幫助他們消除了預(yù)期中的返工。
一些實驗室經(jīng)理可能擔(dān)心自動化會降低靈活性和適應(yīng)性。但這取決于解決方案。在與自動化提供商交談時，提出正確的問題以更好地了解系統(tǒng)的能力、靈活性和可擴展性至關(guān)重要。該系統(tǒng)能否重新用于其他工作流程？以后能否添加新儀器？
最后，還有人的因素——對變革的抵觸。這就是為什么教育和培訓(xùn)至關(guān)重要。讓員工成為轉(zhuǎn)型過程的一部分有助于建立信心，并確保他們對新技術(shù)感到舒適。員工參與度越高，自動化在實驗室工作流程中的采用就越順利。
賽默飛對于邁出第一步的建議是：清晰、客觀地審視實驗室當(dāng)前的工作流程。確定哪些領(lǐng)域?qū)淖詣踊惺芤孀疃?。瓶頸在哪里？請記住，引入自動化可能會轉(zhuǎn)移瓶頸而不是消除它，因此考慮整個工作流程很重要。從增量改進開始——“快速勝利”。例如，你可以從為HPLC系統(tǒng)添加一個自動加載器開始。一旦安裝到位并帶來好處，你可以逐漸集成更多的自動化組件。分階段的方法有助于為進一步的采用建立動力——但也使實驗室更容易轉(zhuǎn)移注意力并將自動化與更廣泛的組織目標保持一致。
每個實驗室的需求都是不同的。這就是為什么我們采用咨詢式方法——與實驗室經(jīng)理合作，了解具體的瓶頸，并確定自動化如何提供幫助。無論是改進樣品處理、確保合規(guī)性還是增強數(shù)據(jù)分析，我們都能提供工具和專業(yè)知識，幫助實驗室有效地推進自動化。
對于許多實驗室來說，自動化是一個逐步推進的旅程，幫助它們進化以滿足現(xiàn)代需求。
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