在当今AI科技日新月异的时代,实验室作为科学研究、检验检测和认证认可的核心场所,其重要性不言而喻。然而,实验室工作并非总是一帆风顺,存在着诸多痛点和挑战。
我们一直在贯彻以人为本的社会主义核心价值观,人的价值之所在,我们都有或多或少思考过。
所谓以人为本,以人的生命权、健康权、休息权为本,我认为这是生而为人刻在骨子里的第一性原理。在实验室的以人为本,鄙人认为大概总结四点:
以人的生命权为本,不要让实验员做直接或间接短期内危及生命的操作。
以人的健康权为本,不要让实验员做间接或间接长期后危及生命的操作。
以人的休息权为本,不要让实验室无意义的加班,无法陪伴家庭或伴侣。
以人的能力为本,不要让实验员遵守让人从眼到手都在颤抖的SOP,人不是机器,这话你也时长挂在嘴边。
今天我们就聊聊这些实验室自动化能够解决的以人为本的痛点。
首先,让我们聚焦于实验室中的洁净区。洁净区对于实验的准确性和可靠性至关重要,但传统的人工操作方式却存在诸多隐患。人员的进出可能会带入外界的微小颗粒、细菌和其他污染物,这对于需要极高纯度和无菌环境的实验来说,可能导致实验结果的偏差甚至失败。
这时候实验室自动化发挥作用了。通过引入自动化的设备和系统,实现了无人化操作,最大限度地减少了人员带来的污染风险。比如采用洁净版机器人和工作站系统,实验样本和材料可以在洁净区内精准、快速地移动,确保了环境的高度纯净。
成分/杂质度检测是实验室检测工作的关键项目之一,然而,重现性问题却一直是困扰科研人员的难题。实验条件的细微变化,如温度、湿度的微小波动,试剂的纯度差异,仪器的校准偏差,甚至操作人员的手法和经验不同,都可能导致检测结果的不一致。
实验室自动化来解决。自动化检测设备和智能分析软件能够精确控制实验条件,消除人为因素的干扰。例如,采用高精度的温度和湿度控制系统,确保每次检测的环境条件一致;自动化分析软件可以对大量检测数据进行深度分析,剔除异常值,从而显著提高检测结果的重现性和准确性。
筛选工作在实验室中也常常是一项繁重而枯燥的任务。特别是在基因筛选、药物靶点筛选等领域,需要对大量的样本进行逐一的分析和比对,这不仅耗费大量的时间和精力,而且容易导致操作人员的疲劳和失误。
实验室自动化的解决方案登场。自动化的高通量筛选平台能够在短时间内处理大量的样本。通过智能算法和高效的样本处理技术,大大提高了筛选的效率和准确性。已经在世界上广泛的被认可,并有成立SLAS协会,来推动实验室自动化的发展。
在教育领域的实验室中,教学效果和学生的实践能力培养也面临着诸多问题。陈旧的实验设备无法满足现代科学技术的发展需求,教学方法的单一和落后使得学生难以真正掌握最新的实验技能和前瞻性的科学思维。
实验室自动化助力改进。通过引入先进的虚拟实验、远程实验和自动化实验设备,为学生提供更加丰富和先进的实验体验。虚拟实验可以让学生在计算机上模拟各种复杂的实验场景,远程实验使学生能够远程操作真实的实验设备,自动化实验设备则能让学生更直观地理解实验过程和原理,从而更好地理解和掌握科学知识,培养创新思维和实践能力。
细节的创新,细节的进步,一步一步,我们才能聚沙成塔。所以,实验室自动化的发展并非一蹴而就,它是一个不断演进和完善的过程。在这个过程中,技术的创新和应用是推动实验室自动化不断前进的动力源泉。
随着人工智能、物联网、大数据等新兴技术的不断融合和应用,实验室自动化将迈向更高的智能化和集成化水平。
人工智能将在实验设计、数据分析和结果预测等方面发挥更加重要的作用。通过深度学习算法,系统可以根据历史实验数据和研究目标,自动生成优化的实验方案,提高实验的成功率和效率。例如,在药物研发中,利用人工智能算法预测药物分子与靶点的结合能力,从而快速筛选出有潜力的药物分子。
物联网技术将实现实验室中各种设备和仪器的互联互通,形成一个高度协同的智能工作环境。实时监测设备的运行状态、远程控制实验操作、自动采集和传输数据等功能将成为常态。比如,实验室中的冰箱、培养箱、离心机等设备可以通过物联网技术实现远程监控和管理,确保实验条件的稳定和设备的正常运行。
大数据分析将为实验室的研究和管理提供更深入的洞察。通过对海量实验数据的挖掘和分析,发现潜在的规律和趋势,为科学研究提供新的思路和方向,同时优化实验室的资源配置和管理决策。比如,通过分析大量的实验数据,发现某种实验方法在特定条件下的最优参数设置,从而提高实验效率和结果的可靠性。
在生命科学领域,实验室自动化将推动基因编辑、细胞治疗、蛋白质组学等前沿研究的快速发展。自动化的基因测序和编辑技术将更加精准和高效,为个性化医疗和疾病治疗带来新的突破。比如,自动化的基因编辑平台能够快速、准确地对基因进行修饰,为治疗遗传疾病和癌症等提供了新的手段。
在材料科学领域,自动化的材料合成和性能测试系统将加速新材料的研发进程,为新能源、电子信息等产业提供更强大的技术支持。比如,自动化的材料合成设备可以精确控制反应条件,制备出具有特定性能的新材料,满足新能源汽车、5G 通信等领域的需求。
在环境保护领域,自动化的环境监测和污染治理技术将更加灵敏和智能,为实现可持续发展目标提供有力保障。比如,自动化的水质监测系统能够实时、连续地监测水体中的各种污染物,为环境保护部门提供及时、准确的数据支持。
(食品安全我就省略了……)
我们都知道的一家前沿的基因公司,这里不方便多说,利用自动化的基因测序平台,快速准确地完成了大规模的基因测序工作,为疾病的基因诊断和治疗提供了重要的依据。
我们都知道的一家新能源企业研究实验室通过自动化的电池性能测试系统,高效地评估了新型电池材料的性能,为新能源汽车的发展提供了有力的技术支撑。