智能实验

科技日报北京2月11日电 (记者陈磊)今天，中国科学院自动化研究所与河北中康韦尔环境科技公司共同创建&ldquo 智能环保联合实验室&rdquo ，近期拟从智能环保入手，主要在大气污染智能监测方案优化设计、大气污染智能预报系统、大气污染治理方案优化选择及效果预演三个方面开展工作。　　大气污染防治已成为各级政府的关注重点，京津冀地区环保压力尤其巨大。2014年统计公布在全国污染严重的10个城市中，河北省占了8个，且保定位列榜首。通过中国科协、河北省及市科协、地方政府等组织推动，成立了该实验室，旨在促进京津冀协同发展和生态环境保护。这也是在去年10月中国科协与河北签订实施&ldquo 创新驱动&rdquo 发展战略的合作协议后取得的重要成果。　　联合实验室由戴汝为院士所在的复杂系统管理与控制国家重点实验室提供科技支撑。该团队研发的&ldquo 综合集成研讨体系&rdquo 已发展成为系统方法和可移植的平台，能为政府处理社会与经济复杂巨系统的各类难题提供科学决策，并已经成功应用于我国重大军事决策。中康韦尔环境科技公司是一家集研究、开发、生产、销售为一体、专业从事空气质量监测与治理的科技企业。两家机构联合，可望解决当前紧迫的环境污染问题。

未来实验室、黑灯实验室、智慧实验室，堪称近两年行业热词，显然，科学仪器已经逐步向管理智能化、操作自动化、全程无人化的创新方向大步行进。那么，今天这位“智能工匠”，它将施展哪十八般武艺？点击视频，了解更多内容近日，珀金埃尔默在中国的首套explorer™ G3全自动超高通量NGS（二代测序）文库构建系统落户北京百迈客生物科技有限公司。explorer™ G3整合了多个模块的智能化产线，实现全自动化NGS文库构建，以超高通量、无人值守的自动化解决方案，满足测序企业对高效率、高质量NGS文库制备日益增长的需求。explorer™ G3自动化高通量NGS文库构建系统Gif动图explorer™ G3自动化高通量NGS文库构建系统可为百迈客提供包括DNA、RNA、small RNA、甲基化、杂交捕获等各类NGS文库的自动化、高通量建库方案。系统配备的自动化管理软件可以实现数据追踪和溯源，其排产排程模块还可实现不同标准工作流程的智能排单，以提高系统的利用率，从而提升整体效率、数据稳定性，并降低人工成本。同时，该系统还可根据用户的具体应用、实验方法、通量、自动化程度要求，以及允许的经费投入等进行客户化定制，实现从样品制备到结果数据分析的高通量全面自动化，避免人为误差，加快操作速度，提高通量，大大提高实验效率，易于建立标准化和自动化的实验流程。除了应用在NGS文库制备领域，explorer™ G3在精准医疗、高通量新冠病毒核酸检测、肿瘤/遗传性疾病NGS检测、高通量药物筛选等多个领域均有应用。特别是在新冠病毒核酸检测领域，可实现无人值守的全自动化新冠病毒核酸检测，日检测通量高达10000份，自动化和标准化工作流程和操作步骤，大幅减少了人力需求，并有效降低实验人员的感染风险。关于珀金埃尔默珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有约14000名专业技术人员，服务于190个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2020年，珀金埃尔默年营收达到约38亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。关于百迈客生物百迈客生物基于高通量测序技术、生物信息分析技术和生物云计算技术，为广大科研工作者提供以综合技术服务、生物云分析、三代高通量测序以及试剂、仪器等科研周边业务。公司拥有Nanopore、PacBio、Illumina、Waters、10XGenomics等主流服务平台，以及基于云架构的生物云计算平台—百迈客云。自公司成立起先后在Cell、Nature、Nature Genetics、Nature Communications、Plant Cell等学术刊物发表论文数千篇，拥有国家发明专利技术40余项，软件著作权近200余项。

借力信息技术实现智慧监管，是当下全球药品监管发展新趋势。针对中药检验实验室发展瓶颈，深圳市药品检验研究院、中国食品药品检定研究院中药民族药检定所与睿科集团股份有限公司因势而谋、因势而动，共同搭建智能检验设备研究与应用新平台，以解决中药检验领域人力资源不足、检验任务繁重、检验效率难以提高的难题。近日，我们特别采访了深圳市药品检验研究院中药检验室副主任苏畅博士，苏博就中药检验领域面临的挑战、难点、主要对策给出了深刻的见解。苏畅 博士深圳市药品检验研究院中药检验室副主任，中山大学植物学博士，主任中药师。主要从事中药质量控制新方法与DNA分子鉴定研究。先后完成国家科技部重大专项、国家自然科学基金、深圳市科技计划项目10余项；完成中药质量标准提高及补充检验方法共30项；为《香港中药材质量标准》、《美国药典》、《欧洲药典》、《德国药品法典》中药质量标准项目主要参与人。开展“中药智能检验机器人”设计研发和中药数字标准研究。参与科研项目获广东省科学技术一等奖、中国药学会科学技术三等奖、深圳市科学技术奖（标准奖）；发表论文23篇（SCI收录论文6篇）；参编专著8部；申请发明专利7项（已授权4项）、获实用新型专利6项、计算机软件著作权1项。“开发智能化实验室设备是多层级人员共同的急切的需求”随着中药分析技术的快速发展，中药的质量标准体系也日趋完善，1963年版的《中国药典》只有四百多个中药品种，到了2020版，药典收载的中药品种已经提升到了两千七百多个。中药抽检力度的持续加大，质量标准和法规也日趋完善，民众用药也就更加安心了。大家对质量与安全风险的认识逐步地深入，对中药检测行业也提出了更高的要求。如何保持在现有的检验人力成本不变的同时，既高效又准确地完成检验任务是摆在所有中药检验机构眼前的一个难题。我们认为实验室自动化设备是提高检验效率的有效手段，但是现有的自动化设备只能完成单一的检验操作动作，实验员们依然需要每天奔波于不同的房间内，完成简单低效能的动作，他们只能人工串联起整个的实验流程。同时，对于实验室管理者们，检验员无意识的忙中出错，由此带来的数据准确度问题以及人员流动性问题、培训成本、时间成本等诸多问题，也是非常苦恼的一件事。所以开发更加智能化的实验室设备，也是所有中药检验机构、多层级人员共同的急切的需求。“Alpha Test 2，依靠柔性化的参数设置与差异性的动作串联组合，适用于多种分析方法”STR转送机器人（前）和Alpha Test 2（后）Alpha Test 2，我们也叫它专家型中药智能检验机器人，是由我们深圳药检院和中检院中药民族药检定所联合组织策划研发的，它主要应用在中药的农药残留和真菌毒素检验检测项目中。与常量分析检验项目不同，这些痕量分析项目，对精确度的要求更高，对人员的专业技术能力要求也更高。由于样品制备过程通常由10-30个操作动作串联组成，一旦忙中出错，追溯调查和原因分析也是非常困难。因此我们设计时，首先对全流程的实验动作进行拆解，再逐一转换成机械动作，最后依靠强大的底层逻辑算法，最终实现最优的时间分配，提高了仪器的利用效能。同时柔性化的参数设置与差异性的动作串联组合，也能适用于更多的中药品种和更多的质量标准分析方法。依靠强大的底层逻辑算法，最终实现最优的时间分配“在产品迭代过程中积累雄厚的核心技术，既节省产品研发成本，又降低试错几率”近年来，国产设备发展的速度非常快，从民族情怀的角度，我们希望大力地支持民族企业，从另一方面，越来越多的性能更好、功能更全、价格更实惠的国产设备，也给了我们极大的信心。睿科集团深耕于小型前处理设备的研发，它的单机产品得到了市场的广泛验证，他们在产品在迭代的过程中积累了雄厚的核心技术，具有比较扎实的研究基础。如果将这些核心技术整合、串联、集成，就会很快地形成智能化的设备，这样，对于产品研发来说，极大地节省了产品的研发成本，也将试错的几率降低到了最低点。Alpha Test 2具备自动加液、倾倒分取、视觉定容、自动过滤至色谱瓶（图中从左至右）、自动开关盖、均质、离心、真空平行浓缩、固相萃取、涡旋、自动过滤至色谱瓶等多个功能模块“打造真正的智能检验实验室，逐步实现在试剂试药仓储、器具清洁、样品前处理和分析检测四大体系的无人工干预”未来，我们希望借助于中国中药协会中药数字化专业委员会，以及深圳药检院、中检院、睿科集团三方共同成立的“智能检验设备研究与应用联合实验室”等多个平台，同时联合更多的检验机构，打造真正的智能检验实验室，逐步实现在试剂试药仓储、器具清洁、样品前处理和分析检测四大体系的无人工干预，满足全过程的可追溯和数据完整性，更好地为支撑政府智慧监管、实施健康中国战略贡献力量。