La automatización del laboratorio es una estrategia multidisciplinaria para investigar, desarrollar, optimizar y capitalizar tecnologías en el laboratorio que permitan procesos nuevos y mejorados. Los profesionales de la automatización de laboratorios son investigadores, científicos e ingenieros académicos, comerciales y gubernamentales que realizan investigaciones y desarrollan nuevas tecnologías para aumentar la productividad, elevar la calidad de los datos experimentales, reducir los tiempos de ciclo de los procesos de laboratorio o permitir la experimentación que de otro modo sería imposible.
La aplicación más conocida de la tecnología de automatización de laboratorio es la robótica de laboratorio . De manera más general, el campo de la automatización de laboratorios comprende muchos instrumentos de laboratorio automatizados , dispositivos (los más comunes son los muestreadores automáticos ), algoritmos de software y metodologías que se utilizan para habilitar, acelerar y aumentar la eficiencia y eficacia de la investigación científica en los laboratorios.
La aplicación de tecnología en los laboratorios actuales es necesaria para lograr un progreso oportuno y seguir siendo competitivos. Los laboratorios dedicados a actividades como el cribado de alto rendimiento , la química combinatoria , las pruebas clínicas y analíticas automatizadas, el diagnóstico, los biorrepositorios a gran escala y muchos otros, no existirían sin los avances en la automatización del laboratorio.
Algunas universidades ofrecen programas completos que se centran en tecnologías de laboratorio. Por ejemplo, Indiana University-Purdue University en Indianápolis ofrece un programa de posgrado dedicado a la informática de laboratorio. Además, el Keck Graduate Institute en California ofrece un título de posgrado con énfasis en el desarrollo de ensayos, instrumentación y herramientas de análisis de datos necesarios para el diagnóstico clínico, detección de alto rendimiento , genotipado , tecnologías de microarrays , proteómica , imágenes y otras aplicaciones.
Historia
Al menos desde 1875 ha habido informes de dispositivos automatizados para la investigación científica. [1] Estos primeros dispositivos fueron construidos principalmente por los propios científicos para resolver problemas en el laboratorio. Después de la segunda guerra mundial, las empresas comenzaron a proporcionar equipos automatizados con una complejidad cada vez mayor.
La automatización se extendió constantemente en los laboratorios durante el siglo XX, pero luego se produjo una revolución: a principios de la década de 1980, el Dr. Masahide Sasaki abrió el primer laboratorio completamente automatizado . [2] [3] En 1993, el Dr. Rod Markin del Centro Médico de la Universidad de Nebraska creó uno de los primeros sistemas de gestión de laboratorio clínico automatizado del mundo. [4] A mediados de la década de 1990, presidió un grupo de estándares llamado Comité Directivo de Estándares de Automatización de Pruebas Clínicas (CTASSC) de la Asociación Estadounidense de Química Clínica , [5] [6] que luego se convirtió en un comité de área de la Clínica y Instituto de Estándares de Laboratorio . [7] En 2004, los Institutos Nacionales de Salud (NIH) y más de 300 líderes reconocidos a nivel nacional en la academia, la industria, el gobierno y el público completaron la Hoja de ruta de los NIH para acelerar el descubrimiento médico para mejorar la salud. La hoja de ruta de los NIH identifica claramente el desarrollo de tecnología como un factor crítico para la misión en el Grupo de implementación de bibliotecas moleculares e imágenes (consulte el primer tema, Nuevos caminos hacia el descubrimiento, en https://web.archive.org/web/20100611171315/http:// nihroadmap.nih.gov/ ).
A pesar del éxito del laboratorio Dr. Sasaki y otros por el estilo, el costo multimillonario de tales laboratorios ha impedido la adopción por grupos más pequeños. [8] Todo esto es más difícil porque los dispositivos fabricados por diferentes fabricantes a menudo no pueden comunicarse entre sí. Sin embargo, avances recientes basados en el uso de lenguajes de scripting como Autoit han hecho posible la integración de equipos de diferentes fabricantes. [9] Con este enfoque, muchos dispositivos electrónicos de bajo costo, incluidos los dispositivos de código abierto, [10] se vuelven compatibles con los instrumentos de laboratorio comunes.
Algunas startups como Emerald Cloud Lab y Strateos brindan acceso a laboratorios remotos y bajo demanda a escala comercial. Un estudio de 2017 indica que estos laboratorios automatizados totalmente integrados a escala comercial pueden mejorar la reproducibilidad y la transparencia en experimentos biomédicos básicos, y que más de nueve de cada diez artículos biomédicos utilizan métodos actualmente disponibles a través de estos grupos. [11]
Automatización de laboratorio de bajo costo
Un gran obstáculo para la implementación de la automatización en los laboratorios ha sido su alto costo. Muchos instrumentos de laboratorio son muy caros. Esto es justificable en muchos casos, ya que dichos equipos pueden realizar tareas muy específicas empleando tecnología de punta. Sin embargo, existen dispositivos empleados en el laboratorio que no son altamente tecnológicos pero que aún son muy costosos. Este es el caso de muchos dispositivos automatizados, que realizan tareas que podrían realizarse fácilmente con dispositivos simples y de bajo costo como brazos robóticos simples , [12] [13] [14] módulos electrónicos universales (de código abierto), [15] [16] [17] [18] [19] o impresoras 3D .
Hasta ahora, se consideraba muy difícil utilizar estos dispositivos de bajo costo junto con equipos de laboratorio. Sin embargo, se ha demostrado que estos dispositivos de bajo costo pueden sustituir sin problemas a las máquinas estándar utilizadas en laboratorio. [12] [20] [21] Se puede anticipar que más laboratorios aprovecharán esta nueva realidad ya que la automatización de bajo costo es muy atractiva para los laboratorios.
Una tecnología que permite la integración de cualquier máquina independientemente de su marca es la secuencia de comandos, más específicamente, la secuencia de comandos que implica el control de los clics del mouse y las entradas del teclado, como AutoIt . Al sincronizar los clics y las entradas del teclado, las diferentes interfaces de software que controlan diferentes dispositivos se pueden sincronizar perfectamente. [9] [22]
Referencias
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Otras lecturas
- Katz, Alan (1 de mayo de 2009), "Protocolos de automatización de laboratorio y celdas de trabajo virtuales" , Noticias de ingeniería genética y biotecnología , OMICS, Mary Ann Liebert, 29 (9), págs. 40–41, ISSN 1935-472X , OCLC 77706455 , archivado del original el 26 de julio de 2009 , consultado el 25 de julio de 2009