Lợi ích kinh tế của việc tự động hóa phòng thí nghiệm | VN-Zoom | Cộng đồng Chia Sẻ Kiến Thức Công Nghệ và Phần Mềm Máy Tính

Lợi ích kinh tế của việc tự động hóa phòng thí nghiệm

Vinalab

Gà con

Hỏi: Việc tự động hóa được thực hiện và áp dụng tại BMS như thế nào?​

Trả lời: Trong những năm cuối thập niên 1990, xu hướng trong ngành công nghiệp dược phẩm là thực hiện nhiều sàng lọc hiệu suất cao. BMS cảm thấy rằng lưới đã không giăng ra đủ rộng để bao trùm được hết các hợp chất và xem xét tất cả các phân tử nhỏ cho bất kỳ loại thuốc mục tiêu nào.

Các nguồn lực khổng lồ đã được sử dụng để tự động hóa việc sàng lọc hợp chất và cơ sở hạ tầng cho việc sàng lọc, cho phép tự động sàng lọc hiệu suất cao. Nếu quá trình sàng lọc diễn ra liên tục trong 5 hoặc 7 ngày và tiếp tục kéo dài trong nhiều tuần, lượng đầu vào và đầu ra hàng ngày cần phải nhất quán. Vì vậy, ban đầu, tự động hóa là cần thiết cho việc đem lại các dòng tế bào, hóa chất và các hợp chất cho quá trình sàng lọc.
chat-chuan-la-gi-1.jpg

Lợi ích kinh tế của việc tự động hóa phòng thí nghiệm

Hỏi: Bà có suy nghĩ về những khía cạnh cần được tự động hóa và tự động hóa đến mức độ nào?​

Trả lời: Ban đầu chúng tôi xem xét những gì có thể được tự động hóa và những lợi ích lớn nhất có thể thu được. Rõ ràng, tự động hóa có thể áp dụng cho việc phân phối các hợp chất; nhưng nhìn từ việc nuôi cấy tế bào, liệu chúng ta có thể tự động hoá một số các quá trình đã được nâng cấp quy mô hay không? Có những công ty ở châu Âu đã thực hiện việc này ở thời điểm đó, vì vậy chúng tôi đã nhập về các máy đầu tiên để tự động hóa một dòng tế bào và mở rộng quy mô của nó. Đó là phiên bản đầu tiên của tự động nuôi cấy tế bào.

Năm 2000, đã có một tập đoàn được thành lập với 05 công ty dược phẩm lớn ký kết Hiệp định Đối tác Tự động hóa (TAP) với 01 nhà cung cấp để phát triển thế hệ tự động hóa nuôi cấy tế bào động vật có vú tiếp theo. Các mẫu thiết kế cũng đã được nghiên cứu với thông số kỹ thuật đáp ứng những gì họ mong muốn máy móc thực hiện. Điều đó dẫn đến việc ra đời thế hệ tự động hóa thứ hai và việc tạo ra các hệ thống SelecT và Compact SelecT, chính là tiêu chuẩn công nghiệp hiện nay.

Hỏi: Có phải đã có những công việc không thể được tự động hóa được và một số việc tự động hóa mang lại thuận lợi hơn?​

Trả lời: Hầu như tất cả các khía cạnh của quá trình nuôi cấy tế bào có thể và đã được tự động hóa, ngoại trừ khả năng ra quyết định và rã đông các dòng tế bào. Việc trực quan hoá không thể tự động hóa được, nó đòi hỏi sự can thiệp của con người để kiểm tra các tế bào để xác định xem chúng có khỏe và có chất lượng tốt không.

Tất cả các công đoạn còn lại của quá trình, bao gồm cả việc chăm sóc thường xuyên, nuôi cấy và duy trì các dòng tế bào và đặt các tế bào vào đĩa (plate) xét nghiệm, đều đã được tự động hóa. Một nhiệm vụ khác mà máy móc không thể làm là lấy một lọ từ kho lạnh (-140 ° C) và làm tan đông, vì không có trạm làm tan đông hay một máy ly tâm trong hệ thống.

Hỏi: Làm thế nào để bà tính toán lợi nhuận đầu tư cho những việc tự động hóa?​

Trả lời: Một trong những máy móc, như SelectT, có thể làm công việc của ít nhất bốn nhân viên làm việc toàn thời gian (FTEs). Tất nhiên, trong hai năm đầu tiên đã có những thách thức về kỹ thuật, tuy nhiên trong những năm qua, chúng tôi đã thực sự tối ưu hóa hệ thống. Ngoài ra hệ thống này hoạt động liên tục 24/7, điều này chúng ta thấy rõ không thể duy trì đối với con người. Ưu điểm lớn nhất của hoạt động 24/7 là thời gian chết tối thiểu.

Trong quá khứ, thứ hai là ngày không sàng lọc tế bào, do các tế bào cần phải được đặt qua đêm vào đĩa xét nghiệm. Nhưng bây giờ máy móc sẽ đưa vào và ta có đĩa xét nghiệm sẵn sàng vào ngày chủ nhật và đến thứ hai các tế bào đã sẵn sàng. Điều này cũng đúng khi thời tiết xấu hoặc nếu thiết bị dừng đột ngột vì một lý do nào đó. Bởi vì các hệ thống này đều có điện dự phòng, thậm chí nếu nhân viên không thể đến được (địa điểm làm việc), máy vẫn chạy và công việc không bị gián đoạn.

Hỏi: Bà có thấy bất kỳ lợi ích kinh tế nào khác của tự động hóa về mặt tiết kiệm chi phí từ chất phản ứng hoặc các tế bào?​

Trả lời: Do cùng một điều kiện môi trường, tự động hóa có thể được áp dụng cho nhiều dòng tế bào, sản lượng chắc chắn có thể tăng. Vì các dòng tế bào được xử lý tuần tự, không có sự nhiễm khuẩn chéo giữa các dòng tế bào. Vì vậy, theo thời gian, các bạn có thể sử dụng ít vật tư hơn vì chất thải từ các lỗi thủ công đã giảm đi.

Tuy nhiên, máy móc không nhanh hơn so với người. Máy có thể mất nhiều thời gian hơn một chút để xử lý một bình flask, nhưng nó hoạt động nhất quán hơn và chính xác hơn. Rất cần đến các nhà khoa học để hiểu lý thuyết sinh học, nhưng một khi máy móc đã được thiết lập và làm việc, họ là nguồn lực để thực hiện các thí nghiệm khoa học khác mà không yêu cầu nhiệm vụ lặp đi lặp lại - những việc gây ra rất nhiều vấn đề tối ưu hoá nguồn lực. Đó là lợi ích thực sự.

Hỏi: Bà đã lập kế hoạch tự động hóa cho phòng thí nghiệm hiện có hay cần phải thiết kế lại các phòng thí nghiệm?​

Trả lời: Thật may mắn cho chúng tôi, khi bắt đầu sàng lọc hiệu suất cao tại BMS, khu thí ngiệm riêng tích hợp tự động hóa đã được xây dựng một cách hoàn toàn mới thêm vào tòa nhà với sự chú ý kỹ thuật nhất định. Với việc kiểm soát kỹ thuật đặt tại chỗ và xử lý hợp lý vấn đề không khí, chúng tôi đã không gặp phải vấn đề ô nhiễm lớn nào trong mười năm qua.

Hỏi: Cần có những loại hình đào tạo nhân viên nào khi sử dụng thiết bị tự động?​

Trả lời: Những nhân viên tay nghề cao được đào tạo chuyên sâu trong nhiều tuần, và sau đó họ đào tạo lại những người khác. Do đó, chúng tôi có một nhân viên tay nghề cao duy trì hệ thống phối hợp cùng đội ngũ kỹ sư cơ khí. Nhân viên đó phối hợp tất cả các bước vận hành cơ bản và được đào tạo về phục hồi lỗi sơ cấp.

Hỏi: Bà có lời khuyên gì đối với những nhà quản lý phòng thí nghiệm có ý định tự động hóa phòng thí nghiệm của họ?​

Trả lời: Với tự động hóa, lợi ích quan trọng là sự nhất quán. Tuy nhiên, thách thức lớn nhất là chi phí cho vốn đầu tư. Vì vậy, câu hỏi là, bạn có đang thực hiện một hoạt động cần tới một nguồn cung cấp hiệu suất cao một dòng tế bào cụ thể hay nhiều dòng tế bào, và ngân sách cho phép bạn thực hiện là bao nhiêu? Việc đầu tư không chỉ giới hạn trong việc mua máy móc và có thử nghiệm viên vận hành nó. Bạn còn cần có sự hỗ trợ của đội ngũ kỹ thuật và cơ khí để duy trì.

Rất nhiều hệ thống loại này sử dụng các loại bình flask và pipet đặc biệt. Vì vậy, có một chi phí vận hành nhất định liên quan đến các máy móc này, bao gồm cả các hợp đồng dịch vụ. Chúng ta đang nói về một khoản chi phí tầm $200,000 cho một năm trước hết để triển khai liên tục.

Nếu ngân sách cho phép, tự động hóa là một điều tuyệt vời để thực hiện, bởi vì nó giúp loại bỏ những vất vả hàng ngày liên quan đến việc phải dành nhều thời gian cho việc nuôi cấy tế bào. Với tự động hóa, các nhà khoa học có điều kiện để làm các thí nghiệm thực sự hơn họ phải ngồi dưới một tủ hút, nuôi cấy và chuyển các tế bào.

Nuôi cấy tế bào đòi hỏi một tập hợp kỹ năng riêng của nó, nhưng nó cũng liên quan đến nhiều nhiệm vụ lặp lại thường xuyên. Nếu bạn có điều kiện để không làm những nhiệm vụ này, bạn không cần phải làm chúng hãy để máy móc thay thế bạn.
Hoài Anh dịch​
 
Top