自动化您的实验室
理解为什么您的实验室需要自动化，以及您将如何实现和维护系统是一个成功的自动化项目的关键。我们把你在计划和准备在你的实验室构建一个自动化系统时应该问自己的最重要的问题放在一起。
开始一个实验室自动化项目
当你探索将自动化系统引入实验室时，首先确保你考虑了项目的这三个方面:
- 建立项目目标．从计划的自动化项目中定义特定的期望结果和好处。
- 你的应用和目标应该是机器人和自动化．虽然你可能更熟悉分子生物学技术，但你可能不太了解机器人的能力。如果您可以使用移液器、过滤柱、离心机、加热器/冷却器和振动筛手动执行工作流程，那么您也可以使用传统的液体处理器自动化工作流程。如果您无法使用传统设备实现自动化，那么您的项目目标可以指导您关于项目成本与投资回报的决策。
- 平衡成本和投资回报．任何工作流程都可以自动化，但开发定制机器人或自动化系统将是昂贵和耗时的。如果ROI不能被证明是合理的，准备好调整你的需求和期望，因为你的范围的成本和项目的限制。
为了帮助您了解这些因素，我们整理了8个关键问题，在您开始实验室自动化项目时问自己。
启动自动化项目的问题
为什么我需要自动化?
在你开始这个项目之前，定义你想要达到的目标。你是否正在努力发展你的核心设施或业务?你希望你的实验室装备齐全以应对不断增长的需求吗?您需要对许多不同的样例类型和协议进行自动化处理，还是只需要一种?
如果你不知道你要去哪里，任何道路都可以把你带到那里。
刘易斯·卡罗尔
清楚地定义您需要从自动化系统中得到什么，不仅可以使项目更加顺利地运行，而且还可以确保您得到所需的东西。
一个组织想要一种用于下游下一代测序的自动DNA提取系统。他们需要两个工具来实现冗余操作，因此他们试图通过最大化平台的效率和空间利用率来节省成本。他们决定购买两个容量最小的液体处理器，以实现他们的样品处理目标。没有空位置，每次运行的吞吐量不能扩大。
在该组织购买了仪器，现场支持科学家构建了脚本并确保工作流程顺利运行后，该组织意识到他们最初的目标不够具体:他们需要从每个样本中提取DNA和RNA。
为了实现这一转变，该组织必须做出重大妥协。切换到新的化学方法，将DNA和RNA洗脱到不同的井中，需要不同的化学方法和更大的甲板空间。因此，它们的产量减少了一半以上，需要人工干预。他们原来的投资没有满足他们的需求，因为他们在购买新工具时没有正确地确定他们的目标。
在确定目标之后，你需要确定你想要解决的问题。自动化可以支持更高的吞吐量、减少错误、提高一致性、缩短处理时间、节省成本等等。然而，使用自动化来简化所有流程可能超出了您的预算，因此确定并排序您的优先级，以支持更好的决策。
想知道实验室自动化能实现什么吗?大多数例行工作流程以前都是自动化的。在我们自动化科学家的支持下，了解什么是可能的．
例如，如果您的实验室处理或将处理许多不同的样本类型和协议，那么对您来说，更好的选择可能是为特定的工作流购买多个低吞吐量系统。如果不是，那么一个更大的系统可能是更好的选择。不要低估您的需求——购买一个更大的平台通常比购买超出所需冗余的额外仪器成本更低。
理解为什么你需要自动化也会帮助你获得最高的投资回报。例如，您可能需要6-10名工作人员在低通量台架仪器上运行半自动化方法，而1-2人的工作人员可以使用更高通量的设置每天运行数千个样品。
为什么要把自动核酸提取带进实验室?leyu体育靠谱吗
您需要自动化哪些流程?
有了定义的目标和优先级列表，您应该确定需要自动化的特定协议和相关步骤。研究一下你的手工工作流程是否已经自动化是有帮助的:向套件制造商或机器人供应商咨询应用说明和更多信息。
第一步是规划出所需工作流的每一步。还要注意工作流的哪些步骤将受到自动化的最大影响，以及哪些步骤将解决特定的问题。您的需求和下游应用程序将强烈地影响特定的工作流。了解您的样本类型、流程和下游需求是关键，将帮助您更好地沟通您的特定需求，并获得自动化投资的全部收益。
从血液样本中自动提取RNA的步骤取决于所需的应用。例如，考虑自动化协议如何基于从血液样本中洗脱的核酸是用于mRNA测序还是RT-qPCR测量而变化。leyu体育靠谱吗从血液中提取RNA用于mRNA测序得益于高样样量(约2.5ml)以及红细胞裂解和耗尽，因为球蛋白mRNA会消耗昂贵的读取。然而，高样本量可能需要昂贵的甲板离心机或人工干预。相反，下游RT-qPCR实验可能比mRNA测序应用需要更少的材料，这将允许您减少自动提取工作流程中处理的体积，并可能在不需要红细胞裂解步骤的情况下处理样本。一般来说，较低的样本量可以提高吞吐量，降低成本并简化工作流程。
考虑一下生物库与消费者基因组学或诊断公司的自动化核酸leyu体育靠谱吗协议可能会发生怎样的变化。对于生物库来说，最大限度地提高核酸的产量很重要，而处理时间和成本可能不那么重要leyu体育靠谱吗。相反，消费者基因组学或诊断公司可能希望降低成本，同时只处理足够的核酸进行典型的两次分析(初始测试和备份)。leyu体育靠谱吗工作流程看起来将非常不同。
通过规划您的自动化工作流程，您可以确定实现该工作流程所需的具体步骤和设备。下面是一些您可能需要自动化的特定流程。
- 样例ID管理，如条形码和跟踪。
- 样品制备。
- 用分光光度计、荧光计或发光计等仪器进行分析物定量。
- 样本归一化。
- 分析设置，包括文库制备或药物筛选。
您经常可以找到报告的自动化协议，这些协议使用与您自己的项目相关的样本类型或分析，并将帮助您确定需要自动化的过程。通过进行背景研究，您可以了解对吞吐量、所需步骤、处理时间等的预期。虽然这些协议中的任何单个步骤在自动化平台上都只需要最少的时间，但它们通常通过在更大平台上的并行进程或同时运行多个仪器来实现良好的伸缩性。
当你考虑你提议的工作流程的细节时，记住预算，你是否有机器人，你可以改造，如果任何步骤可以接受人工干预。
您还应该定义您需要的自动化系统的多余容量。这将帮助您计划您需要的自动化系统的大小和类型。
当您获得新信息时，您的项目需求可能并且(有时应该)发生变化，因此请确保您的标准具有优先级。在一个例子中，一个组织要求从每个样品的10-40ml液体中提取高通量核酸的解决方案，并希望他们的工作流程完全自动化。leyu体育靠谱吗然而，对如此大量的样品进行自动化处理会增加耗材和自动化系统的成本，使得每个样品的成本超出了组织的承受能力。处理如此大的量将需要昂贵的定制开发，而且每台仪器的吞吐量将很低，需要额外的仪器来满足其吞吐量预期。
然而，通过重新考虑他们的方法和要求，项目可以在财务上可行，并且仍然满足他们的需求。例如，第一步，样品处理，可以手动或伪手动进行，以降低自动化成本。或者，该组织可以在提取核酸之前浓缩样品以减少体积，尽管他们必须确认他们仍然可以敏感地检测到他们的分析物。leyu体育靠谱吗最后，他们还可以确定是否可以以更低的产量实现所需的下游应用。
当你设计工作流程的细节时，咨询自动化专家是很重要的。如果不充分了解可用的自动化技术，很容易受到预算和需求的限制。然而，大多数基本的自动化工作流程可以通过标准的机器人系统来实现，而不需要定制部件。如果您能够清楚地传达您的确切目标，技术专家可以帮助您确定如何实现这些目标。
Tecan、Hamilton、Beckman和其他公司的液体处理平台的设置和编程都很复杂，但将提供最大的灵活性。这些系统擅长移动小于1ml的体积，特别擅长快速分配低体积的应用，如PCR设置和文库制备。它们可以适应处理更大的容量，但这通常会降低处理速度并降低吞吐量。
对于核酸leyu体育靠谱吗提取，磁性颗粒移动器通常更容易操作，但也不太灵活。例如，ThermoFisher的翠鸟系统非常易于使用和自动化，但这些仪器只能移动磁性颗粒和混合样品。其他流程，如样品管理、试剂分配和测定制备必须手动或使用另一个集成的自动化平台进行。您的需求将决定这对您的实验室是否足够。另外，Promega公司的Maxwell®RSC 48仪器使用磁颗粒移动技术，采用即用式墨盒格式，每次运行可处理1-48个样品。只需加载您的样本和去。了解更多关于Maxwell®RSC 48．
你们对质量的要求是什么?
当您开发自动化工作流时，您将需要测试其性能并排除故障。下表列出了可以影响或定义几种应用程序类型的示例质量的变量。明确你们的质量需求，以便与仪器供应商和试剂盒供应商沟通。
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leyu体育靠谱吗核酸提取 | 细胞活力和细胞毒性测定 | 细胞变化测定 |
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项目的最后期限是什么时候?
你的自动化项目需要什么时候完成?答案将决定您是否可以花时间自己开发工作流，或者您是否应该付钱给外部自动化专家来支持您的方法开发。虽然机器人公司通常提供小程度的培训，但你通常需要支付安装和开发新方法的费用。
独自开发机器人方法可能非常耗时且耗费资源。
自动化工作流将在哪里运行?
实验室的布局可能会对你的自动机系统有一些限制。你需要考虑空间的平面图、电力容量和系统的占地面积。
- 机器人需要多少空间?
- 你有桌子或长凳可以支撑机器人的重量吗?
- 有足够的电力支撑一个仪器吗?你能安装正确的插座吗?
- 地板能承受仪器尺寸吗?有些仪器可能非常大。例如，罗氏Cobas 8800系统重2405公斤。
- 仪器能被运送到预定的位置吗?
谁将操作和维护工作流和仪器?
您应该确定一个实验室科学家作为自动化领导来“拥有”自动化过程。可以考虑投资液体处理公司对这类用户进行培训。一旦你建立了这些机构知识，修改你的sop来维护这些知识，特别是如果你是一个小组织或学术核心实验室的一部分。人员流动会使管理自动化所需的特殊培训变得困难。
自动化将如何实现?
那些实现新的自动化工作流程的人应该有化学和机器人方面的经验，最好有应用经验。例如，由实验室成员、机器人专家和来自化学、机器人和应用程序的支持专家组成的协作团队。
或者您可以与我们的现场支持科学家合作数十年的套件化学自动化经验在广泛的平台和吞吐量规模上。我们将帮助您根据您的需求定制规模、应用程序和化学成分，无论平台如何。
你的预算是多少?
自动化仪器的价格从最简单平台的不到1万美元到最复杂平台的超过50万美元不等。定制、安装、保修、培训、消耗品和支持费用也会抬高项目的价格。了解你的预算可以帮助你选择一个仪器和设计一个自动化的工作流程，你可以负担得起。