让机器人把压力

在药物发现,先进的配方开发系统可以发挥重要作用在医学科学前进。管理顾问CRA国际说,公司会花16亿美元(£13亿)为市场引入药物包含一个新的活性成分。开发过程可能需要12年,时间和成本效率是至关重要的因素在市场获得盈利。

制药公司可以评估多达二百万种化合物,发现单一活性成分使其最终配方。毫不奇怪,在化学和制药实验室自动化始于活性成分的研究,早在1980年代,但它已经扩散到配方开发和各种各样的其他实验室任务。

几十年来,化学和制药实验室技术人员开发和研究他们的样品在众多手动试验。自动化简化操作和再现性显著增加。所需的工作和时间完全可以减少体力劳动或削减,数以百万计的反应和实验上设置“自动驾驶”状态。

在许多行业

在实验室采用的临床实验室先锋自动化。法医,食品和农业、基因组学和蛋白质组学是保证燃料的应用领域的发展这一市场,”解释了研究分析师Nikhil Kaitwade在未来市场的见解,不久将产生一个报告实验室自动化领域。目前,公司各部门如医药、临床、生物技术和化学是主要的客户。著名的公司在市场上包括博世,安东洼地,热费希尔科学、汉密尔顿Labman,西门子医疗、同步实验室自动化、机器人和PAA自动化,Kaitwade说。

药物发现工作流程需要技术支持范围广泛的当前和未来的应用,如多种微型板块格式、液体传输和检测读出方法,组合主任Mark Dupal PerkinElmer微流体和自动化。他强调PerkinElmer自动化集成业务作为一个平台,旨在帮助客户自动化广泛的这些不同的科学过程。

在高含量检测领域的一个例子是,一个系统可以每天获得200000张图片,这需要无数板加载到工具,Dupal解释道。这任务就会占领一个全职员工简单加载工具。PerkinElmer系统,这个步骤消除了任务全职员工,让他们表演更相关的科学实验。

仪器还可以培养细胞,调剂化合物和re-arraying化合物在同一时间。“一个单位可以做两名全职员工在特定的工作流程,工作的Dupal说。

加速这个过程

北美和欧洲的市场在实验室自动化,因为增加的使用率在制药和生物技术公司,临床诊断,临床研究机构和合同研究组织。全实验室自动化解决方案在欧洲实验室,与许多移动到他们的第二代甚至第三代系统,弗朗茨·沃尔特-西门子医疗实验室诊断的总统最近说。作为一个例子,他讨论了医院诊所de巴塞罗那及其生物医学诊断中心,哪些流程从住院病人每年一百万的订单。投资自动化使实验室支持5%的年增长率,同时保持其预算试剂持平。

诊断测试的需求越来越大,加上实验室专业人员的劳动力减少,进一步推动采用自动化。可以将继续这一趋势:估计有60 - 70%的诊断和治疗决策,住院和病人放电是基于实验室测试的结果。

客户正在寻找完整的工作流解决方案,Dupal说。他说自动机器人产品可以使复杂的工作流在多个学科的研究,如Crispr分析、合成生物学、高通量筛选,提取基因组DNA, DNA分析和长期生活方式干细胞分化的分析。

但制定发展实验室自动化也转移到涂料和油漆,然后化妆品、作物科学和粘合剂、清漆等涉及产品、农药或胶水。最近,制药配方开发现在加入,在博世Thomas Brinz说。与客户研究表明,实验室在化工过程自动化实验室效率的两倍多,生成时间和成本节约,他补充道。

模块化系统或完整的机器人平台之间你可以选择,以适应各种简单或复杂的发展过程。Achema趋势报告突显出Chemspeed技术供应完整的模块化系统的工具。机器人公司的液体和固相合成加速1000倍。化工行业的专利创新包括固体的重量分配开销、液体、膏和蜡结合高精度反应堆,配方,应用程序和测试技术。

的小实验室和研究机构更模块化的单位而巨大的球员——公司拥有大量资本,如化工、制药和生命科学公司——喜欢完整的自动化服务,“Kaitwade说。有重大投资的实例在实验室自动化从化学、制药和生命科学产业。”

精密计量的固体、液体和凝胶现在是可行的,一个功能必不可少的许多混合物需要医疗或化学行业做准备。化学家Brinz新材料在博世工作,开始一个项目看新配方的开发和材料在10年前。的自动化设备,主要是来自制药药物研究和无法处理材料配方和油漆,”他说。开始在博世创业风险资本,博世实验室系统于2006年并入博世包装技术。

粘性的解决方案

作为实验室不断自动化流程,需要个人的解决方案和复杂的专用机械上升一个等级。博世包装技术现在发展和市场高通量技术和实验室自动化快速和高效开发新材料和公式。其他关键球员在实验室自动化市场包括雅培诊断、Biotek仪器,安捷伦科技,PerkinElmer,西门子医疗和费舍尔科学。

的高通量技术近年来的发展趋势之一是设法想出一个金色的配方。通过调整小百分比的成分产生更好的制定,”史蒂夫·古迪解释产品经理流变学在安东洼地,它提供了一种高通量流变仪(HTR)。利用流变学你也可以降低成本,因为一些化学物质需要改变流变学是昂贵的。

流变学是研究物质的流动和变形,测量材料的弹性行为——粘稠的东西。例如,调整流变学的冰淇淋使它融化在嘴里更慢,感觉不到冷。典型客户安东洼地流变仪和粘度计包括Uniliver和宝洁、洗涤剂等产品,洗发水、涂料、油漆、油墨、石化和农用化学品。巴斯夫、壳牌和先正达公司客户。客户可以选择一个更基本的预设高通量流变仪或定制版本,他们可以去公司的自动化部门加入不同的乐器。

博世包装技术,客户可以选择一个集成实验室站,这是对公司感兴趣的高通量实验和筛选,或一个小型实验室,适合进入高通量实验。一个关键组件是劳工统计局注射器,它允许剂量的范围广泛的液体,膏和贴。传统的加药系统依靠个人设备为高和低粘度和需要定期清洗,根据博世。注射器可以处理所有类型的液体和paste-like配方,从油漆粘合剂化妆品和农用化学品。它可以做在线测定密度的材料制定。

博世的涂料公司Worwag了原型系统在2006年。这个家族公司销售涂料,但规格从客户上定义的面板。所以我们总是要检查我们的涂料的性能测试小组,”Sabine Ansorge解释道。机器的容量是128种不同的配方在24小时的运行时间,传统的与大约10配方实验室工作的一名工人每天的,Ansorge说。

制定改变

最初开发的化工、博施说它可以对制药实验室和带来的好处,随着粉配方,形成了其配方技术的基础。传统的计量技术应用吸液体的材料,媒体和高粘度的构成挑战。劳工统计局注射器促进这个过程,因为它缸能吸收媒体有不同的材质和使用一个活塞与单独的流出。

这是我们高吞吐量的核心配方技术,“Brinz说,该公司在其紧凑的视频显示了这个实验室站在起作用。制定站包含一个注射器混合在一起的剂量基地油漆、重量分析地控制,添加溶剂之前,粘贴和粉的质量定义。一个搅拌器确保彻底搅拌。这个系统也很重要,你安排正确的搅拌,否则液体或粉末混合可能会结块,“Brinz解释道。“你很完美的配方,没有任何大的粒子,你可以做一个流变学测量和调整粘度,同时搅拌下加药。“这紧凑的实验室系统是由中小企业经常使用的。

制定然后转移到一个单独的应用程序,与机械手臂移动制定喷漆柜和衬底出来,这可能是纸张、木材、金属或陶瓷。喷雾的喷雾可以改变,可以多少喷雾剂或多快它就完成了。和每一步之间的干燥时间可以调整,Brinz说。然后转移到衬底热烤箱固化和注射器被删除处理。“你只需加载您的材料,发送一个Excel-like文件系统,它运行在一夜之间。早上,所有的样品都准备好了。”

博世跑测试与德国大学和收集了大量数据,这些数据来自于50几个人的实验。紧凑的站了一天50倍的样品比训练有素的实验室技术员,但一致性和质量是机器人真正胜出的地方。”一个人有30到50倍的传播colourage的质量方面,而二十人去了800次,“Brinz说。与这些自动化站需要更少的时间,更少的材料和获得更高的结果。”

实验完成了油漆,但技术问题不管什么啤酒都是相同的。的配方是一个非常通用的过程,与这些技术,这是一个很大的优势。你粉,剂量液体,所以它是独立于你准备什么,粘合剂,涂料或作物的化学物质,Brinz说。他公司的综合实验室站是一个更大的野兽,尤其是使用大的化工企业。它可以包含多达50模块和2 m²喷雾站或22米长。小型实验室站提供模块化的优点积聚在一个公司的能力。

自动化节省时间和释放实验室从他们的典型的朝九晚五的转变。古蒂表示,联合利华有三个实验室人员工作在流变学乐器每一天但是现在40样本可以被放置到一个乐器或300自动化的样品在周五晚上,周一早上做好了准备。宝洁(Procter & Gamble)安装了HTR 2010年夏天,并描述了它作为一个独立的流变仪和一个机器人。一旦加载,样本之间的机械手臂摆动杂志,流变仪和清洁单元。它运行在一夜之间,96个样本的洗涤剂或者其他准备实验室人员在早晨。在比利时,宝洁(Procter & Gamble)创新中心的负责人其测量组特别印象深刻的灵活性和范围的温度测试,5°C。

自动化使公司运行24小时操作,它是一个机器人做同样的事情就得到良好的重现性和可靠性,古蒂说。安东洼地的HTR承诺缩短开发时间和释放技能的员工进行研究。一些已经使用我们的自动化部门构建定制的工具,不包括任何我们自己的,”古德伊尔说,给橡胶轮胎测试的例子等最近的一个例子。

总是有变化,新技术,新玩家和厂商,”约翰·康威说我们LabAnswer信息咨询公司。他说模块化和混合方法往往效果最好和强调的重要性能够退出过时的部分和替换的时候更好的东西。“这都是关于整合,让它在一个稳定的工作和有效的方法。但无论是硬件或软件解决方案,能够在需要的时候被敏捷和替换它是很重要的。“他的咨询公司主要经营生命科学,但也石油和天然气,材料科学和消费包装和商品。他经常看见一个很大的错误就是“人忘记看看支持和维护将参与设置。

分析师最近的一份报告预测,全球自动化市场将进一步增长的由于司机等熟练实验室人员短缺,在发达国家,对手工实验室流程的成本效益,日益严格的控制由监管机构的研究活动。一些业内专家也强调低错误率,报告的概要笔记。

”实验室自动化设备市场目前合并,从而获得主要份额,市场参与者关注发展有效的策略来实现竞争优势。产品创新,提供定制的解决方案和提供强大的售后服务市场的主要策略采用著名球员,”Kaitwade说。的硬件和软件技术的进步,已成为主要的产品在市场上的区别。

然而,康威说自动化的缺点也值得反思。来自自动化的一件事是删除的人类,你不得不问创新来自哪里。捕捉人类直觉和反应是一个非常重要的发现过程的一部分,应该讨论作为我们的方法来自动化的一部分,”他说。

安东尼是一个基于科学作家王在都柏林,爱尔兰