[转帖]实验室自动化使成本节约成为现实

随着预算的紧缩，人们也更加小心关注费用支出了。在这些约束条件下实验室自动化真的是一个增加工作效率的现实方法吗？

看看你实验室周围。现在想象一下没有任何自动化仪器的情况。在一个所有工作都是人工操作且没有任何自动化利益的环境中，工作量将会是怎样的呢？
? 记录结果用的分光光度计是一个自动化的例子。非自动化处理需要人工选择波长、读取暗电流，在存在和不存在样本的情况下读取光强度，并按照要求反复进行操作。
? 色谱仪上的条形记录纸自动记录检测器的输出量，数据系统也是自动捕捉和处理分析数据。如果高峰参数值是通过人工绘图测量，那么一个实验室的工作量将会是怎么样的呢？
? 没有自动化，我们将无法获得连用技术、液体处理系统、高输出量筛查、微板块型检测技术或自动样本制备中的任何一种。
? 实验室将会回到平衡成本节约和工作量增大两个问题上。有许多的自动化仪器是我们没有重视的。
? 需要对样本进行怎样的处理？浏览样本记录。

无论是在一个分析检测实验室、材料实验室或关注基础研究的实验室内，自动化仪器、设备和软件的引入已对实验室执行工作的能力产生了很大的影响。以网络应用方式出现的自动化加快了订购、搜索、查找产品和联系信息等过程。我们真的不想回到通过无数电话菜单和等待来订购产品的时代。

自动化仪器已为实验室运行带来了很大的经济效益，但是我们中很大一部分只对其做了表面的研究。当我们改变有关如何计划、选择和应用技术的观点时，就会发现其在经济和功能方面带来的真实利益。对该话题的关注正在逐渐增加。2008年的一项调查显示自动化是实验室未来计划的一部分：被调查者中88%认为未来将更多的依赖实验室自动化，且22%计划保持同样的自动化水平。

其中的原因可通过两个问题进行证明，一个是来自上面提到的调查，第二个来自2006年的调查。2
2006年的调查：人们为何对实验室自动化产生兴趣？

2008年调查着眼于驱动实验室考虑自动化技术的因素。

此外，2008年调查发现回答者中74%想利用实验室自动化达到流水化操作，71%想要增加新的能力。如果把“提高数据质量”转变为“提高产品质量”（在很多实验室中，产生的数据和信息是产品的一部分），将会发现自己有所有生产设备中普遍存在着一系列管理压力和要求。在大多数情况下，自动化是满足那些要求的一种实用方法。但自动化真的能在实验室中起作用吗？有一个好的例子表明自动化确实能起到一定的作用。

临床实验室与其他领域内的检测和分析实验室有很多的共同之处。提交样本，安排检测，执行分析然后报告结果。主要有三个不同之处。第一个是他们的样本以液体、组织等形式提取，按照标准方法进行评价。第二，他们的收费率是通过合同或联邦政府制定的，不得不在限制范围内进行操作。第三点，稍后再说。临床实验室对固定成本不变但样本量增加——与上面提到的几点是类似的——的反应是将他们的操作规程自动化。所得结果是令人称赞的。3以下几个是从文章的摘要中摘录的：
? 1965年到2000年之间，美国消费者物价指数增加了5.5%。
? 在同样的36年时期内，我们化学研究所部门（Mt. Sinai医学中心）的工作量（表示为报告检测结果/工作人员/年份的数量）由10,600增加到104,558（9.3倍）。
? 以美元表示，与1965年相比，每个检测的总费用由0.79美元降低到0.15美元。

来自俄亥俄州立大学的另一个报告，4指出同一个人在相同时间内处理的样本数量增加了72%，而劳动力数量只增加了26%。这些提高都是企业转向‘整体实验室自动化’观念的巨大压力带来的。5George Streitberg一篇文章里讨论了该观念对澳大利亚墨尔本莫那什医学中心产生的影响。该文章涉及到了技术、工作人员职责、培训等方面的改变。其中的本质内容是：正确操作和实验室内的自动化操作。

‘正确操作’是关键因素。临床实验室行业内执行所需要的工作来建立一个通信框架结构，从而使得包括仪器-数据-到实验室-信息系统在内的系统能够相互交换信息。那一标准的‘胶水’将所有系统连接在一起并进行工作；这是临床实验室环境和我们在分析、检测、制药、生物科技、材料特性表达和其他方面所遇到的实验室环境之间的第三个区别。

如果想得到更多的证据，请看微型板块进行检测的取消。处理样本，借助各种不同标准样本平台供应商提供的各种各样设备读取结果。
对那些不在临床实验室环境中进行的工作来说，如何应用自动化？临床实验室和医院信息标准的工作要追溯到1987年，HL7项目的开始，此项目今天仍在进行着。此外，为临床实验室制定了三个（美国试验与材料协会）ASTM标准：
? ASTM E1238——独立计算机系统之间发送临床观察结果的标准规范。
?  ASTM E1381——临床实验室仪器和计算机系统之间传送信息的低水平协议规范。
? ASTM E1394——临床仪器和计算机系统之间传送信息的标准规范。

这些ASTM标准为仪器-到LIS通信的标准化奠定了初期的基础（注：临床工作人员使用LIS，而工业人员使用LIMS）。临床实验室内实验室自动化的实施为实验室能做的工作提供了一个模型（ASTM1394标准指出一个注意事项——不需要将其应用到工业分析或R&D环境中的普通分析仪器上）。这些ASTM标准已被临床标准和实验室研究机构（(CSLI - www.clsi.org）以“实验室自动化：自动化临床系统、仪器、设备和信息系统通信”电子文件的形式所替换。从本作者的观点来看，标准的结构是一个适当的模型，而特定的语言和术语是不同的。
需要强调的三个事：
? 标准形成
? 教育
? 自动化计划

标准形成
首先要看一下标准形成的长期考虑。标准的需要是与网站文章“实验室自动化集成和信息学”中其他几点一起进行强调的。7如果将来把成熟性带到实验室自动化，使产品在不需要客户自定义的情况下进行信息交流，则我们必须朝向标准进展，而且必须迅速去做。因为临床实验室的操作构造与其他检测和分析实验室类似，所以在HL7和ASTM/CSLI工作基础上开始标准制定项目是可能的；应该对这一点进行探索，那些对这个问题感兴趣的人可以与作者联系。需考虑以下引用内容“这些人也相信有标准自动化系统和和仪器的全部市场比没有标准的要大很多，尤其是客户不需要从同一厂家购买所有设备时；通过标准会出现竞争价格和新技术。”8听起来像是你可能相信的一些事情吗？那是在实验室水平上为HL7项目制定数据交换标准基本原理的一部分，包括与LIMS、管理数据库的LIMS一样的仪器（注：上面提到的ASTM标准经常被作为数据交换方法学的参考）。制定一个相似的标准项目会明显提高实验室自动化的经济状况。这不是痴心妄想，已在工作的一个重要区域成功实现。

可选择的是用可接受的花费继续开发可能在仪器或数据系统和LIMS或起作用的电子实验室手册指南建立一定连接的项目，但其不仅会将你连接到一个特异性产品上，也会连接到该产品的一个特殊版本上，因为升级系统可能会阻止仪器运行并需要再次进行升级。虽然仪器-LIMS/ELN通信的主意很好，但在厂商提供的设备之外进行仪器-LIMS/ELN通信在很危险的，具有项目失败可能性，且费用高。

教育
教育是成功的实验室自动化项目与失败项目之间最主要的区别。教育包括客户端材料（使用实验室自动化系统工作，了解LIMS/ELN做什么等等）以及管理水平上的材料。其中管理水平上的材料关注的是如何为自动化做计划、实验室注意事项（包括项目管理）、产品生命周期管理和它的影响、监管问题等等。

项目费用会因无法完全理解决策分歧而受到严重影响，如未正确定义项目范围或遗漏关键要求且未完全评估技术选择范围而在厂商提供的能力之外将仪器连接到LIMS/ELNs上。例如，在LIMS/ELN环境中，安装启用的是原地位置的传统系统或可能是越来越流行的软件-服务模型，后者模型可在仪器外部进行安装使用。两种实施方法都是可实行的，但共同的注意事项可能会使其中一个比另一个更合适。

如果我们使用临床环境作为自动化实验室可能的模型，则我们需要关注该环境如何改变实验室工作的性质，以及这一改变如何在实验室内被反映出来。实验室的大部分工作包括检测和实验。在一个完全自动化的实验室内，包括研究实验室，包括检测和实验在内的大部分工作都是由系统自动完成的。我们可以在完全自动化的微生物板型检测中看到这一点。工作任务也会从人工操作改变成为系统计划工作，确保系统正确运行、正确进行数据分析并做到实验室工作人员最好的那些事情：思考、研发、有创造性。这是所有实验室自动化提倡者提出的诺言。

对教育的投资将会因效率更高的实验室工作人员、较好的有计划的项目、实验室操作改善和较好技术而获得更多倍的回报。

为自动化做计划
达到实验室自动化的方法有几种。一种是逐渐将自动化仪器引入到实验室代替人工工作，如使用效率更高的自动化仪器处理液体。该仪器能加速实验室工作，但工作人员仍需做加工工作。

另一种方法是承诺自动化并再次评估正在使用的程序：他们是否适合进行自动化？是否存在因处理的材料或处理处理过程的性质而阻碍自动化应用的程序，如果有的话，有没有其他可以进入自动化系统的可选择性方法？在你的行业内，让几个公司对自动化进行评估和标准化程序是否可能（这是ASTM对一些应用的作用）？后面一种观点是临床实验室内成功实现自动化的其中一个因素，能指导实验室的发展方向。
实验室经济问题不仅与节约成本有关。它是对实验室内各种资源的有效利用。

摘自：www.labmanager.com
编译：柏芳
（版权归原作者所有，本文仅供内部学习）

 

参考文献
1.Hamilton, S. D. 2009. 2008 ALA Survey on Laboratory Automation. Journal of the Association for Laboratory Automation (JALA) 14: 308-319.
2.Hamilton, S. D. 2007. 2006 ALA Survey on Laboratory Automation. Journal of the Association for Laboratory Automation (JALA) 12: 239-246.
3.Sarkozi, L., Simson, E., and L. Ramanathan. 2003. “The Effects of Total Laboratory Automation on the Management of a Clinical Chemistry Laboratory. Retrospective Analysis of 36 Years.” Clinica Chimica Acta 329: 89-94.
4.Bissel, M. 2007. Total Laboratory Automation. https:// www.researchchannel.org
5.Young, D. 2000. “Laboratory Automation: Smart Strategies and Practical Applications.” Clinical Chemistry 46(5):740-745.
6.Streitberg, G. et al. 2009. “Automation and Expert Systems in a Core Clinical Chemistry Laboratory.” Journal of the Association for Laboratory Automation (JALA) 14: 94-105.
7.Liscouski, J. G. 2009. Integration in Laboratory Automation & Informatics. https://theintegratedlab.com/ integration-in-laboratory-automation-informatics/
8.Hawker, C. D. and M. R. Schlank. 2000. “Development of Standards for Laboratory Automation.” Clinical Chemistry 46(5): 746-750.