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未来实验室:自动化、数字化 ,将成为化学研发的利器

发布日期:2022-07-26

新常态诞生

当我们在2020年初步入新的十年时,很少有人能够预料到未来会发生什么…

COVID-19疫情给行业带来了又一前所未有的挑战。各大公司要做的有很多,而时间和空间却很少。此外,还需在全新的工作环境中完成项目。”

谁都想不到,大规模封锁成为控制新型冠状病毒爆发的唯一方法,对生产力造成了重大打击。更难预料的是:谁将成为下一座受疫情影响而全面封锁的城市!病毒的迅速传播导致商业运营和日常生活几乎完全停滞,而新冠特效药的研发,疫苗的研制任务却是时间紧任务重。那些在疫情中持续研发的企业不得不在企业继续运营与保障员工安全之间找到平衡的方法。所有这些变化共同促成了新常态的诞生。

新常态面临的挑战

随着病毒的多轮变异,大规模封锁变得越来越困难,企业为了维持运营不得不减少进入实验室的研发人员。以往可以容纳6-8人的实验室,现在只允许容纳25%~75%的人员。仅这一新的变化就对我们的工作方式产生了巨大的负面影响。众多企业将人员轮班,居家办公与重新进行实验室配置相结合来应对这一新常态。但前期项目的积压与部分重要的新项目立项使得实验室的生产力水平或实验数量还无法回到疫情前。


远程工作已成为新常态的共同特征,各大公司也纷纷开始部署适应远程协作的工作系统。然而,科研人员必须能够进入实验室,开始实验,并在无人值守的情况下维持其运行,包括开展对应的自动采样。此外还需要远程收集实验、工艺和分析数据,并分析结果。能够将实验数据与结果远程共享给同事显得非常重要却经常被忽视。除此之外,还需要维持工艺放大的速度,并提供临床实验及后续所需的材料。这些都是非常艰难的挑战。


根据LinusGroup的研究,许多公司都经历了类似的情形。当最初的封锁发生时,几乎每家公司都会因工作中断而经历最初的生产力下降。一开始,研发人员只能待在家中,无法展开实验工作。然后是计划阶段,在这一阶段,企业需要考虑如何调整其研发实验方式。对于制药和化工行业,很明显需要通过重新配置研发实验室来满足社交距离要求的同时保持生产力。显然,快速过渡到新常态的能力非常重要。


自动化、可采集丰富数据的实验(DataRich Experiment)和数字化是复苏的关键要素。未来实验室的时代已经到来,这不再是奢侈品或是可有可无的项目,而是必需品。

快速适应新常态

01生产力和数字化之旅

研发机构为了保持其在行业中的竞争力,同时平衡运营成本,一直在稳步提升其生产力。

用有限的资源做更多的实验

通过每次实验获得更多信息来缩短研发时间

这种变化实际上就是“传统有机化学实验室常见的圆底烧瓶和其他常规设备正在被替换”,辉瑞的Stéphane CaronNick Thomson如是表示。


02未来实验室会是什么样?

优化个人化学合成工作站和PAT技术(过程分析技术),完美契合工业4.0(实验室数字化)。

自动记录结构化、情境化的高质量过程数据

支持使用模型算法并释放人工智能(AI)的潜力

实时在线获得工艺分析数据,并能实现可视化展示

数据正迅速成为新的热门商品,各大研发机构现将大量精力投入数据收集以及更重要的数据使用之中。随着行业在新常态下不断发展,只有能够成功应对这种变化的机构才能获得竞争优势。

03数据,不仅仅是一种商品

数据曾被认为是值得关注但不重要的信息,显然这种认识在如今早已被颠覆。大数据时代的数据重要性自不必说。一致的、结构化的数据收集能力则可帮助研发人员在研发和工艺放大中实现所有数据的有效利用。

结构化、前后一致的数据可被用于揭示定量关系,粒度与分布或安全性信息。甚至还可以用于后期开发预测算法(如Dynochem)或其他AI应用中。

梅特勒托利多的全自动工作站为这些设想提供了理想的解决方案。


未来实验室

未来在办公室或者家中规划好的实验方案可以无缝传输给个人工作站,通过无人值守的高效运行并记录实验数据完成实验。实验数据将根据多种通用格式进行编制,并在同事间共享。还会对数据进行集中存储至公司的数据中心,可以在任意地点远程查看和分析数据和实验结果,并计划下一步行动或实验。


未来实验室帮助科研人员:

运行更多成功的实验、从每次实验中获得更多有用的信息

获得从实验室过渡到工厂的关键工艺知识

自动获取互联、一致、 情境化数据

突破当前困境,提升实验室生产力,帮助企业抵御风险,夯实创新能力!

来源:药融圈

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