自动化实验

如需查看原文献/补充资料 请关注曼森生物公众号编者按目前的各类实验室基本上都是属于非常消耗人力和时间的劳动密集型场所，而且还容易出现人工操作产生的差错。这种现状决定了需要由低通量的人工操作向高通量的自动化操作模式转变，实验室自动化无疑解决了这个问题。曼森生物是一家为生命科学领域实验室自动化建设提供高品质创新产品、技术支撑和全实验室自动化解决方案的高新技术企业，拥有自主知识产权和实力强大的技术研发团队，始终坚持将生命科学实验和AI及高通量自动化实验相结合，致力于为合成生物学、生物医药、医疗医学检测及食品安全检验检测实验室提供全方位全流程自动化和智能化综合解决方案，产品涵盖从食品安全、药品安全到生命科学领域智能机器人自动化工作站系统、全流程检验检测实验室自动化以及配套自动化和智能化仪器设备及相关耗材等。曼森无人化实验室局部实验室自动化发展史实验室自动化是通过“机器人换人”、“人工智能替代人类智能”的现代技术，对传统劳动密集型实验室进行技术改革，实现无人化、精准化和高效化的效果，其技术特点是自动化、智能化和云端化。实验室自动化的应用市场包括医药研发、生物学、医学检验、食品药品安全检验检测、环境和水质监测等领域，这些领域都是目前全世界各国关注的热点问题。实验室自动化和智能化正在成为一种趋势，就像工厂的自动流水线一样，实验室机器人会按照标准化的工作流程完成实验操作。未来我们把这类融合了自动化、实验室机器人、人工智能、大数据、物联网、云计算等信息技术以及现代化学和生物基础知识的实验室称为智慧实验室。实验室自动化发展大体上经历4个主要阶段。实验室自动化1.0阶段实验室自动化1.0是指单一设备自动化，属于设备自动化范畴，功能比较单一，一个自动化设备往往只有一种或一两种功能，需要人来操作使用，只解决了检测工艺流程中的一步或一两步。例如自动化配液，自动化称量，自动化离心，自动化消解以及自动化测试等操作，如乳品质量检测中使用的乳品分析仪（图1）、功能食品检测电子舌（图2）等，这些设备在乳品质量安全检测中执行比较单一的地特定功能检测。图1乳品分析仪图2功能食品检测电子舌这些单个设备零散分布在实验室的不同地方，人工操作单个设备仪器，功能单一，国内相当多的实验室处于该实验室自动化1.0阶段。实验室自动化2.0阶段实验室自动化2.0是指工作站形式的自动化，仍然属于设备自动化范畴。一台设备整合了多种功能，一个批次可以处理一定数量的样品，一个批次内可以做到无人值守，批次之间需要人工补料和下料。例如，液体处理工作站（图3）图3 液体处理工作站实验室自动化3.0阶段 实验室自动化3.0是指流水线形式的自动化，自动化设备与设备之间自动传输样品，实现了全实验室自动化，多以流水线形式呈现，类似于工业自动化，包括自动化样本运输、自动化开盖压盖、自动化离心、自动化混合、自动化过滤以及自动化上机检测等。流水线形式自动化应用最多的是医学检验，如生化检测自动化流水线、免疫检测自动化流水线、血液检测自动化流水线、微生物检测自动化流水线等（图4）。图4 生化免疫自动化流水线 实验室自动化3.0的出现大多是在医学检验和生物医药等领域，主要是由于这些特殊领域检验时效性要求和工作重复繁重特点，这种社会需求使该领域成为实验室自动化3.0的排头兵，目前国内在医学检验领域基本普遍采用该流水线自动化工作方式。实验室自动化4.0阶段实验室自动化4.0是指智能化自动化的实验室，属于流程自动化，在全实验室自动化3.0基础上，加入人工智能，实验室自动化4.0技术，不仅仅代替劳动力，而且还代替了一部分脑力劳动，具有机器学习、自动判断、自我决策能力，这里自动化实验室多用在研究型实验室领域，特别是解决多品种、小批量、多批次、高时效的检测需求，在全实验室自动化基础上，融入机器深度学习等人工智能，即实验室智能化操作和管理，通过对智能实验室机器人发出指令，进行所有的实验室操作，包括样品前处理、分析检测和实验数据的处理，并可以循环往复地进行，如利物浦大学的案例（图5）、伊利诺伊大学的案例、zymergen、ginkgo等公司的应用。曼森生物正在为合成生物学、医药、食品领域开发实验室自动化4.0的技术解决方案（图6、图7）。图5 人工智能机器人科学家图6 曼森生物合成生物学自动化实验室图7 曼森生物食品药品检验实验室 实验室自动化4.0已成为未来实验室建设的趋势，将引领现代化高效低碳实验室自动化建设的方向。云端实验室云端实验室是指科学家可以通过网络浏览器登录在线云实验室平台，在一张空白画板上，画出想要制造的分子化合物框架结构，平台使用机器学习来预测所需的成分和混合的顺序，然后将指令发送到远程实验室的机器人去执行。云端实验室结合有自动化仪器设备、实验室机器人、人工智能和云计算平台的集成化实验室，实验人员只需远程设定好实验步骤，远程实验室机器人就可以在云端实验室接受指令负责解决下游的实验操作过程，并将实验数据反馈给实验技术人员。在全球目前比较成规模的商业化云端实验室有Emerald Cloud Lab和Strateos等公司。国际商业机器公司IBM也建立了一个名为RoboRXN的云端制药实验室（图8），该实验室能使科学家足不出户就能设计并合成新分子。科学家只需在浏览器上登录便可进入实验室，在服务器上画出需要制造的分子骨架结构，平台会将指令发送给远程实验室里的机器人来执行这个过程，实验完成后平台就会将结果报告发送给科学家。图8 RoboRXN化学实验室机器人科学家文章来源：本文由上海曼森生物整理提供 内容审核：郝玉有博士 排版校对：刘娟娟编辑 END

前言20世纪60年代，出现的第一台微处理器，给机械化的实验室带来了新的机会和机遇。20世纪80年代计算机和软件技术的快速发展推动了实验室自动化的大规模应用。直至现在科技依旧在不断发展。随着物联网技术、人工智能还有机器学习技术快速发展，实验室自动化也发展到了一个新的阶段，从单一的功能向着全实验室自动化方向发展。人们对实验室自动化的定义可以分为狭义和广义：狭义的实验室自动化指通过实验获取数据、数据处理和获得实验结果这一过程的自动化；广义的理解包括科学实验、仿真、图像处理、计算机辅助设计、自动测量、自动检查、实验设备的控制、文献专利情报的管理、各种数据库、自动翻译、专家系统等。回顾整个实验室自动化的发展历程，大体经历了3个主要阶段：无自动化（即所有仪器都作为独立机器存在）、部分实验自动化（实验室分析仪与分析前工作站互连并部分集成）以及全实验自动化（即主要的分析前和分析后的步骤在与分析仪物理连接的工作站上自动执行，并由软件程序有效地管理）三个发展阶段。现如今，激烈的市场竞争需要让企业在短时间内实现产业化，谁先将想法变成现实谁就在这个领域占据了主动权，因此让研发过程加速成为了大家的共识，对实验室自动化的需求也愈加强烈。面对强烈的市场需求，实验室自动化不仅在国内，乃至全球都是风口的存在。据调查数据显示，2022 年全球实验室自动化设备市场规模为 68.7 亿美元，预计以 6.64%的 CAGR于 2030 年稳步增至 114.9 亿美元，而我国的实验室自动化渗透率低，市场规模约为8亿美元，超千亿市场空间广阔，外资垄断格局亟待突破。当前实验室自动化设备主要分为三类：标准化产品、非标准化产品、定制化产品，这几类产品并不是纯粹的全面代替演进关系，而是根据成本需求、通量要求以及客户情况，匹配不同的产品形式。本文将对这三类产品的特点、主流厂商及产品和应用领域做一个简单梳理。标准化产品所谓标准化产品指的是单模块形式自动化。这种产品功能比较单一，往往只有一种或者两种功能可以使每一个模块都有独立的操作能力。比如自动化样本运输、自动化样本存储、自动化配液、自动化称量、自动化离心、自动化消解以及自动化测试等操作。国内相当多的实验室处于该实验室自动化的单模块自动化阶段。主流厂商有安捷伦、帝肯、哈美顿等。此部分列出在仪器信息网参展的部分标准化产品：Agilent Bravo 自动液体处理平台帝肯（Tecan) Cavro Omni Flex 机械臂非标准化产品非标准化产品指的是为了与某个仪器设备进行整合联用，为它单独研发的一种模块。主要是为了提高该仪器的使用效率，例如代谢组学样品前处理平台。由于非标准产品的利润空间有限，不仅占据了公司的研发精力，还不具有复制性，因此从事该产品的研发公司相对较少。此部分列出在仪器信息网参展的部分非标准化产品：Agilent Bravo 代谢组学样品前处理平台（专为血浆代谢组学设计） NEMO 适用生物安全柜的自动移液系统（专为生物安全柜、超净工作台、通风柜等有限空间环境设计）定制化产品而定制化产品则是定制化的为某一个实验室进行设计，通过自动化产品代替人工操作环节，衔接实验的各个环节，最终变成一个全方位、全覆盖的自动化实验室。该类产品不仅代替劳动力，而且还代替了一部分脑力劳动，具有机器学习、自动判断、自我决策能力，这类自动化实验室多用在研究型实验室领域，特别是解决多品种、小批量、多批次、高时效的检测需求，在全实验室自动化基础上，融入机器深度学习等人工智能，即实验室智能化操作和管理，通过对智能实验室机器人发出指令，进行所有的实验室操作，包括样品前处理、分析检测和实验数据的处理，并可以循环往复地进行。主流厂商主要有镁伽、汇像等。定制化产品效果图结语在中国，大多数实验室自动化的程度还主要停留在单模块形式上；只有个别领域实验室实现了定制化产品形式，其集成程度有限，在国内市场售价大都在百万人民币级别，客户包括药企、疾控中心、第三方检测中心等。未来实验室自动化将向着智能化的趋势发展，完全将人从实验室中抽离出来，实现更高层次的升维。

p　　strong仪器信息网讯 /strong近几年，尤其是最近五年，实验室自动化的话题、应用方案是越来越多，层出不穷，说明广大科研院所、医院、制药公司都希望能够将实验室操作自动化，提高效率，减少流程，提升精准性。有鉴于此，作为在自动化领域耕耘数载的老兵，也来谈谈国内实验室自动化的现状和与国外的差距。/pp　　实验室自动化，顾名思义，就是指利用各种自动检测仪器和计算机等手段实现测量、实验和数据处理的自动化，借以减轻实验人员的手工操作，提高科研工作效率。笔者认为，根据自动化的规模及程度，现代实验室自动化可以分为三级。/pp　　strong第一级，实验室自动化的初级阶段，主要目的是实验数据的自动测量。/strong涉及研究计划的制定、研究调查、实验设备的定向设计和整合、实验样品的准备、实验数据的搜集整理、数据库的建立等各项研究分析活动，从而为研究论文的发表、实验数据的快速精准输出打下基础。/pp　　目前不少实验室已经走入这一步了，但是大家可以仔细看下，在生物科技几百个细分领域中，95%以上的细分领域实验仪器的前三名，都是外资。举例来说：在质谱仪、光谱仪、酶标仪、自动化冰箱、离心机、旋盖器等领域都是。极少数的有国内品牌进入前三甲，如在深低温冰箱，离心机，核酸提取仪等某些领域，国产品牌确实已经占据了不少份额，有的甚至超过50%。/pp　　但正因为大多数的仪器都是外资占据，所以一旦老师们希望把仪器整合起来，更加便捷的操作时，首先想到的是向外资提出需求，因为这方面外资巨头在实验室自动化领域创新是有先天优势的。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/62ba3f3c-34e0-4026-9ea4-c9d2eb5d1b75.jpg" title="摄图网_400943832_智能机械工厂（企业商用）_副本.jpg" alt="摄图网_400943832_智能机械工厂（企业商用）_副本.jpg"//pp　　纵观中大型实验室自动化，基本外资全包了。为什么会这样?其实理由很简单，仪器设备前五甲的外资巨头，早就成立了自动化整合部门，专门处理这类需求。而纵观大一些的中资仪器厂商，基本是没有这个部门的。那难道是中资没想到要成立这个部门吗?非也!成立类似的部门，要有客户基础，要有需求，更要有雄厚的资金支持。但是，又有多少实验室会向中资提出自动化需求呢?导致这样的现状，也是非常正常。/pp　　我们的基础工业、加工工艺、加工精度、I/O接口整合、整体设计水平，离世界水平相差甚远。孔子曰: “知己知彼,百战不殆 不知彼而知己，一胜一负 不知彼，不知己，每战必殆”。举例来说：某医学转化中心要建设一套药物筛选平台，它要整合的机器包括自动移液工作站、洗板机、撕膜机、涡旋震荡器、条码扫描仪、微孔板离心机、细胞培养箱、多功能酶标仪、高内涵细胞成像分析系统、微孔板架、自动化机械臂，总共十一套产品，整合在一起，试问国内有哪家仪器厂商对十一台跨专业的机器都很了解?就算了解，如果平时没有整合的经验，敢于为客户整合所有机器吗?而外资巨头通过一系列的并购整合，对大多数的产品都已经了然于心，操作自然得心应手。所以这方面的差距，不是一点点，我们必须清醒的认识到。/pp　　strong实验室自动化的第二级，是在第一级的基础上，增加了计算机辅助处理系统、运输自动化系统、无尘无菌控制系统。/strong/pp　　strong实验室自动化的最高级，即实验室智能化操作和管理，是在第二级的基础上，采用了计算机设计专家系统，具有逻辑运算和推理功能。/strong能远程自我测量、自我检查、自我控制实验设备，对于文献专利情报的管理、各种数据云的检索、存储、翻译等，都能智能化，并且有智能机器人24小时辅助人类来管理实验室。/pp　　到了实验室智能化时代，我们可以想象一下，不管是近距离，还是远程，我们都可以对智能机器人发出指令，进行所有的实验室操作 我们亦可以通过VR技术，身临其境的与机器人沟通，交流，指导他们做好实验，检验实验数据的合理性和准确性 我们将不再担心病毒的传染和实验数据的误差 我们将不需要在突发事件时的三班倒。这些，我们终将在不久的未来可以看到。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/a9f2118d-b55c-435a-a163-cd6459690ecb.jpg" title="摄图网_400270517_人工智能（企业商用）_副本.jpg" alt="摄图网_400270517_人工智能（企业商用）_副本.jpg"//pp　　strong举例说明：生物样本库自动化/strong/pp　　通过工作流程对生物样本进行收集、存储、信息扫描、输入、进库、存档 需要取样的时候，在计算机输入指令检索、调取管理、取样分装或移液分装、自动化检测 检测结果又会传回信息系统进行结果分析及后处理。整个操作一气呵成，大幅减少人工参与。所涉及的仪器有自动化冰箱或自动化液氮罐、2D扫描仪、自动旋盖器、移液工作站、核酸提取仪、机械臂、样本库管理软件、成分分析软件等诸多自动化设备和软件。一般如果样本收集量在50万个/年，存储量保持200万的话，根据实验室自动化程度的高低，总体费用估计在500-5000万左右。在这方面，上海鑫蓝海自动化科技有限公司已经做了诸多有成效的方案。/pp　　一个理想的实验室自动化，工作人员应结合实际工作流程进行设计，既能满足工作需要，又不在短期内过度增加实验室的运营成本。实验室自动化的建设是一项综合性的系统工程，涉及面广，部门众多。所以实验室应根据自身的实际情况和业务发展，结合投入经费、存储标本量、分析项目种类、科室工作流程、场地等具体情况进行总体规划，再分阶段逐步落实建设，还要注意系统的兼容与扩展，最终实现大规模的实验室自动化。分阶段实施有利于降低投资风险，并可在建设和发展过程中充分发现缺点和不足之处，从而在后阶段通过调整补充得以修改和完善。在这方面，国内的实验室从业者还有很长的路要走，任重而道远。/pp　　作者：朱晓喆，上海鑫蓝海自动化科技有限公司，生物自动化部市场总监。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/f3371348-03b3-4b8d-ac5a-4b42f4cffb00.jpg" title="4caaeb79-79bd-47f3-bdbc-ff1ff6701d4c_副本.jpg" alt="4caaeb79-79bd-47f3-bdbc-ff1ff6701d4c_副本.jpg"//pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong“化学分析实验室管理与自动化”专题火热征稿中，详情点击链接/strong/span： 　　a href="https://www.instrument.com.cn/zt/labmana" target="_blank" title="https://www.instrument.com.cn/zt/labmana" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "https://www.instrument.com.cn/zt/labmana/span/strong/a/p

实验室自动化与数字化展区：打造智能、高效、安全的智慧实验室根据工信部等七部门联合印发的《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，加快未来产业布局，推动产业数字化与数字产业化已成为国家发展的重要战略。在这一政策指引下，实验室自动化与数字化技术正迎来前所未有的发展机遇。通过引入人工智能、大数据技术、5G、物联网等技术，实验室能够实现智能化管理和优化资源配置，提高科研效率和质量，为实验室科技创新和产业升级注入了新的活力。本次analytica China 2024 特别设立「实验室自动化与数字化」展区将集中展示这一领域的前沿技术和创新产品，描绘一个智能、高效、安全的实验室未来。“智”、“效”、“安”——三大核心关键词今年「实验室自动化与数字化」展区将围绕“智”、“效”、“安”三个关键字展开：关键词1：“智”“智”驭未来——跨界融合，智慧引擎关键词2： “效”降本增“效”——效能提升，优化流程关键词3： “安”“安”全可靠——全面防护，降低风险关键词1：“智”驭未来跨界融合，智慧引擎关键词：跨界融合、智能化、创新驱动、人工智能、AI、物联网、实验室信息管理系统(LIMS)「实验室自动化与数字化」展区将进一步展现人工智能与实验室自动化的深度结合。通过跨界技术融合，为实验室数字化转型开辟了新的道路，推动实验室从传统工作模式实现质的蜕变。这一变革不仅代表着实验室“智能化”的演进方向，更为实验室的运营效率和成果带来了显著的提升。软硬件“双翼”协同物联网与数据管理是“革新引擎”物联网技术的应用使得实验室设备实现互联互通，工作流程高度自动化和智能化，大幅提升工作效率。实验人员通过智能手机、VR设备、可穿戴设备等远程监控和控制实验流程，响应速度显著提升。同时，数字化工具的广泛应用优化了实验室数据管理，LIMS和云端方案的应用使得实验结果收集、评估和存储更加便捷高效，确保了分析结果的准确性和可靠性。 关键词2：降本增“效”效能提升，优化流程关键词：优化增效、降低成本、质量控制实验室自动化与数字化显著提高了工作效率，降低了人力成本。通过优化实验流程和资源配置，实现了降本增效的目标，进一步增强了实验室的“整体效能”。优化增效自动化帮助快速执行任务，优化实验室流程，缩短科研成果产出周期降低成本数字化让设备自动执行重复且耗时工作，大大节约人力成本质量控制 汇集自动化硬件和软件技术，自动处理样本任务，提高精准度关键词3：“安”全可靠全面防护，降低风险关键词：24/7全天候运行、新能源、新材料、降低风险、减少样本污染实验室4.0是高度自动化的，能降低工作人员受伤和样本污染的风险，让实验室更加安全。在处理有害物质、致病菌和有害化学物质时，自动化过程和实验室机器人发挥着重要作用。即使在痕量分析中，也应尽量避免接触样品，以免污染。对于需要精细精度的检验步骤来说，自动化也是一个非常有效的解决方案。自动化和联网解决方案也是实现24/7全天候运行的必备条件。未来传统产业的高端化、智能化、绿色化转型，以及利用“新材料、新能源”等新兴产业快速发展，都将增加对高精度、高效率的科学仪器的需求。汇集科技创新应用助力未来技术在实验室场景的实现「实验室自动化与数字化展区」涉及实验室自动化设备、实验室自动化移液工作站、实验室自动化测量、实验室数据管理、实验室自动化软件与系统、实验室图像处理自动化、实验室协作机器人等相关技术和产品，从产品展示和同期会议两大方面展示实验室自动化与数字化领域新产品、新技术、新应用和新解决方案，助推未来实验室智慧化发展，提升实验室技术与研发创新。 analytica China 2024实验室自动化与数字化展区布局图实验室领域知名展商齐聚提供实验室自动化解决方案「实验室自动化与数字化展区」得到了新老展商的大力支持和积极参与。安捷伦、珀金埃尔默、默克、赛多利斯、梅特勒特利多、镁伽机器人、哈美顿、帝肯、SPT Labtech 、奔曜、汇像、KUKA、耐优、磐麦、力扬、Hettich、CTC Analytics、Velp、BIOVIA、Inheco等（以上排名不分先后）。今年行业内知名企业都将在analytica China 2024现场展示其在实验室自动化与数字化领域的应用及成果项目，为生命科学、基因测序、临床诊断、生物医药、细胞分子生物学、药物筛选、食品、环境、化学化工、医疗卫生与检验检疫、教育科研等专业观众提供了实际有效可参考的高质量解决方案。analytica China实验室自动化与数字化部分展商LOGO集锦*以上排名不分先后analytica China简介慕尼黑上海分析生化展（analytica China）是世界分析、实验室技术和生化技术领域的旗舰盛会analytica的在华子展。凭借着analytica的国际品牌，吸引了来自全球主要工业国家的分析、诊断、实验室技术和生化技术领域的厂商。自2002年成功举办以来，analytica China已经成为中国乃至亚洲重要的分析、实验室技术和生化技术领域的专业博览会和网络平台。analytica China慕尼黑上海分析生化展是analytica全球网络的一部分。该网络涵盖了analytica慕尼黑国际分析生化博览会、analytica China慕尼黑上海分析生化展、analytica Anacon India印度国际分析生化博览会、analytica Vietnam越南国际分析生化博览会以及analytica Lab Africa南非国际分析生化博览会。更多以上展会及同期活动信息，请访问：www.analytica.de 。慕尼黑博览集团作为知名的全球性展览公司，慕尼黑博览集团在其全球约90余个品牌博览会上呈现未来图景，其中包括bauma、BAU、IFAT、electronica、transport logistic等12个知名品牌。集团业务范围涉及资本产品、消费品及高新科技三大领域，旗下各类专业博览会遍及中国、印度、巴西、南非、土耳其、新加坡、越南、中国香港、泰国和美国等国家和地区。在德国及海外拥有约1,000名员工和逾15家子公司，在全球设有近70个办事处，活跃于130多个国家和地区。集团自有场馆慕尼黑展览中心、慕尼黑国际会议中心、慕尼黑北会议中心和慕尼黑会展与采购中心为各类活动的举办提供理想之选。每年在慕尼黑及全球范围内举办150多场活动，吸引约50,000家参展商和约300万名观众齐聚现场，为巴伐利亚州创造超25亿欧元的间接收益及约23,000个就业岗位，成为当地经济和旅游业的重要驱动力。慕尼黑博览集团拥有环保且先进的展览中心，覆盖18个展馆共计20万平方米的展示面积和41.4万平方米的室外空间，是总面积最大的展览中心之一。2024年，慕尼黑博览集团迎来成立60周年。参展联系： 媒体联系： 慕尼黑展览（上海）有限公司慕尼黑展览（上海）有限公司电话：+86-21-2020 5680电话：+86-21-2020 5629E-mail：ac@mm-sh.comE-Mail：freda.shen@mm-sh.com

实验室自动化是通过“机器人换人”、“人工智能替代人类智能”的现代技术，对传统劳动密集型实验室进行技术革命，实现无人化、精准化和高效化的效果，其技术特点是自动化、智能化和云端化。实验室自动化的应用市场包括医药研发、生物学、医学检验、食品药品安全检验检测、环境和水质监测等领域，这些领域都是目前全世界各国关注的热点问题。实验室自动化和智能化正在成为一种趋势，就像工厂的自动流水线一样，实验室机器人会按照标准化的工作流程完成实验操作。未来我们把这类融合了自动化、实验室机器人、人工智能、大数据、物联网、云计算等信息技术以及现代化学和生物基础知识的实验室称为智慧实验室。实验室自动化发展大体上经历4个主要阶段。实验室自动化1.0阶段实验室自动化1.0是指单一设备自动化，属于设备自动化范畴，功能比较单一，一个自动化设备往往只有一种或一两种功能，需要人来操作使用，只解决了检测工艺流程中的一步或一两步。例如自动化配液，自动化称量，自动化离心，自动化消解以及自动化测试等操作，如乳品质量检测中使用的乳品分析仪（图1）、功能食品检测电子舌（图2）等，这些设备在乳品质量安全检测中执行比较单一的地特定功能检测。图1 乳品分析仪图2 功能食品检测电子舌这些单个设备零散分布在实验室的不同地方，人工操作单个设备仪器，功能单一，国内相当多的实验室处于该实验室自动化1.0阶段。实验室自动化2.0阶段实验室自动化2.0是指工作站形式的自动化，仍然属于设备自动化范畴。一台设备整合了多种功能，一个批次可以处理一定数量的样品，一个批次内可以做到无人值守，批次之间需要人工补料和下料。例如，液体处理工作站（图3）图3 液体处理工作站实验室自动化3.0阶段实验室自动化3.0是指流水线形式的自动化，自动化设备与设备之间自动传输样品，实现了全实验室自动化，多以流水线形式呈现，类似于工业自动化，包括自动化样本运输、自动化开盖压盖、自动化离心、自动化混合、自动化过滤以及自动化上机检测等。流水线形式自动化应用最多的是医学检验，如生化检测自动化流水线、免疫检测自动化流水线、血液检测自动化流水线、微生物检测自动化流水线等（图4）。图4 生化免疫自动化流水线实验室自动化3.0的出现大多是在医学检验和生物医药等领域，主要是由于这些特殊领域检验时效性要求和工作重复繁重特点，这种社会需求使该领域成为实验室自动化3.0的排头兵，目前国内在医学检验领域基本普遍采用该流水线自动化工作方式。实验室自动化4.0阶段实验室自动化4.0是指智能化自动化的实验室，属于流程自动化，在全实验室自动化3.0基础上，加入人工智能，实验室自动化4.0技术，不仅仅代替劳动力，而且还代替了一部分脑力劳动，具有机器学习、自动判断、自我决策能力，这里自动化实验室多用在研究型实验室领域，特别是解决多品种、小批量、多批次、高时效的检测需求，在全实验室自动化基础上，融入机器深度学习等人工智能，即实验室智能化操作和管理，通过对智能实验室机器人发出指令，进行所有的实验室操作，包括样品前处理、分析检测和实验数据的处理，并可以循环往复地进行，如利物浦大学的案例（图5）、伊利诺伊大学的案例、zymergen、ginkgo等公司的应用。曼森生物正在为合成生物学、医药、食品领域开发实验室自动化4.0的技术解决方案（图6、图7）。图5 人工智能机器人科学家图6 曼森生物合成生物学自动化实验室图7 曼森生物食品药品检验实验室实验室自动化4.0已成为未来实验室建设的趋势，将引领现代化高效低碳实验室自动化建设的方向。云端实验室云端实验室是指科学家可以通过网络浏览器登录在线云实验室平台，在一张空白画板上，画出想要制造的分子化合物框架结构，平台使用机器学习来预测所需的成分和混合的顺序，然后将指令发送到远程实验室的机器人去执行。云端实验室结合有自动化仪器设备、实验室机器人、人工智能和云计算平台的集成化实验室，实验人员只需远程设定好实验步骤，远程实验室机器人就可以在云端实验室接受指令负责解决下游的实验操作过程，并将实验数据反馈给实验技术人员。在全球目前比较成规模的商业化云端实验室有Emerald Cloud Lab和Strateos等公司。国际商业机器公司IBM也建立了一个名为RoboRXN的云端制药实验室（图8），该实验室能使科学家足不出户就能设计并合成新分子。科学家只需在浏览器上登录便可进入实验室，在服务器上画出需要制造的分子骨架结构，平台会将指令发送给远程实验室里的机器人来执行这个过程，实验完成后平台就会将结果报告发送给科学家。图8 RoboRXN化学实验室机器人科学家关于曼森生物:曼森生物是一家为生命科学领域实验室自动化建设提供高品质创新产品、技术支撑和全实验室自动化解决方案的高新技术企业，拥有自主知识产权和实力强大的技术研发团队，始终坚持将生命科学实验和AI及高通量自动化实验相结合，致力于为合成生物学、生物医药、医疗医学检测及食品安全检验检测实验室提供全方位全流程自动化和智能化综合解决方案，产品涵盖从食品安全、药品安全到生命科学领域智能机器人自动化工作站系统、全流程检验检测实验室自动化以及配套自动化和智能化仪器设备及相关耗材等。文章来源：本文由上海曼森生物整理提供内容审核：郝玉有博士排版校对：刘娟娟编辑

实验室自动化，是一种可以极大程度提高现代实验室工作效率、减少流程、提升准确性的有效解决方案，近年来已经成为科研机构、产业领域、检验检测行业深受关注的热点技术。以2020年初爆发的新冠肺炎疫情为例，面对突然激增的检测样本数量，以及对样品检测效率和准确性的高要求，催生了大量的自动化仪器设备和集成化的手段，例如全自动移液工作站、全自动核酸检测仪器等。 本文旨在基于调研的基础上，对当前国内实验室自动化的普及广度及深度做一些初步的论述，探讨一下实验室自动化未来的发展方向及其重点。限于作者水平，文中观点可能有偏颇之处，欢迎读者批评指正。从单点到集成对于实验室自动化，到目前为止并没有一个普遍的定义，通常是指利用各种自动检测仪器、设备和计算机等手段实现测量、实验（包括样品制备、前处理等）和数据处理的自动化，借以减轻实验人员的手工操作，提高科研工作效率。一般来说，根据自动化的程度和规模，现代实验室自动化大致可分为以下四个层级：一、单模块形式自动化，也就是针对实验室某一操作或步骤进行自动化和智能化，例如自动化样本运输，自动化样本存储，自动化配液，自动化称量、自动化离心、自动化消解以及自动化测试等操作。二、工作站形式自动化，主要针对某些常用的流程，集成多个模块，以实现一序列连续的自动化，例如化学前处理流程自动化、病毒前处理流程自动化、微生物前处理流程自动化、核酸检测流程自动化等。三、流水线形式自动化，即针对大量的样品，集成多种样品前处理及测试分析仪器，实现全流程自动化，包括自动化样本运输、自动化开盖压盖、自动化离心、自动化混合、自动化过滤以及自动化上机检测等。四、机器人形式智能化，也就是实验室自动化的最高级别，即实验室智能化操作和管理，通过近距离或远程对智能机器人发出指令，进行所有的实验室操作，包括样品前处理、分析检测和实验数据的处理，并可以循环往复地进行。就中国目前的实验室自动化发展水平而言，有一种说法认为中国的实验室自动化发展水平相比欧美发达国家有大约20余年的时间差。据2020年7月8日Nature期刊封面报道，英国利物浦大学的研究人员建造了世界上第一台自主移动机器人科学家，可进行7×24小时连续工作并自行进行实验，从而首次实现了从实验设备自动化向操作人员‘自动化’的突跃。可移动的机器人科学家（图片来源：Nature）实验室自动化的另一个发展方向在于集成化。在这方面，Automated Science系列公众号曾报道，美国在生化领域已经有集成化云端实验室投入市场，科技工作者客户只负责设计具体的实验框架和各项参数，以及邮寄一些特别的原始材料，就可以由机器远程在云端实验室负责解决下游的所有实验过程，并反馈实验数据，帮助客户分析数据。可以说，欧美发达国家的实验室自动化已开始向智能形式机器人迈进，而在中国，大多数实验室自动化的程度还主要停留在单模块形式上。个别领域的实验室实现了工作站形式以及部分实现流水线形式自动化。国内排头兵——医学检验在国内，目前实验室自动化应用程度最高的是医院检验科，现阶段可以达到采血后放到机器，通过生化免疫流水线完成全部的前处理、检测、结果报告和后续样品存储等全检验过程自动化，极大程度地简化了工作流程，加强了质量管理，降低了人为误差和生物污染率等。流水线全称为全自动实验室轨道连接系统(Total laboratory automation，TLA)，简称TLA，根据检测项目可分为生化免疫流水线、血球流水线、尿液流水线等。目前国内90%的用户群体为中大型医院检验科，当前国内保有量约为1500套。TLA是全方位的自动化实验室系统，由输入/输出、离心、脱盖、分杯、分析、加盖、存储及数据管理8大基本功能模块组成，具体环节主要包括：自动扫码、样本分拣、离心、脱盖、分析、加盖、存储、传输结果、确认和样本复检等，是检验实验室高度自动化的极致体现。目前中国TLA流水线基本为进口品牌所垄断，其中贝克曼和罗氏表现最为突出，国产品牌具备流水线平台研制能力的厂家主要有迈瑞、安图和迈克等，但终端用户对于国产品牌接受度尚不太理想。血液分析流水线（图片来源：网络）同时，其他与医学检验相关的大型实验室，如疾控、血站、大型药企、以及大型第三方医学检测实验室等的自动化程度也非常高，基本能够达到工作站形式自动化。例如，某血站机构近年引进的MDC-QIA全自动标本处理系统，借助轨道将各自动化功能模块衔接，可实现从血液试管标本接收、信息录入和数量核对、离心、冷藏、挑选、开盖、转移载架等的全自动化检测前过程。此外，国内多家医院和第三方检测平台（如华银）等也在近几年陆续引进BD Kiestra InoqulA全自动标本处理系统，通过该系统能实现自动识别标本类型、自动选择培养皿种类、自动贴标签、自动取样，并通过磁珠在磁场的作用下进行划线接种，甚至还包含了自动孵育系统和数字成像系统，实现了微生物检验全程自动监测。 其他领域——上升空间大虽然说当前国内体外诊断领域的自动化程度已经走在了前列，但其他领域的实验室自动化水平仍然相对较低。对于大多数普通实验室来说，尽管有众多的分析检测仪器可以实现自动化的检测，但是前端的样品处理方面，自动化程度相对而言依然非常低，需要消耗大量的人工，以及不可避免许多重复性繁琐性的工作。譬如，在液体处理方面，虽然市场上也推出了一些标准化的自动移液系统，但是这类设备一般只集中在移液配液方面，综合性处理不够，针对生物领域的96孔板操作较多，而对于像384孔板、1536孔板等更精细样品的操作则相对较少。此外，实验室中粉末及固体颗粒的称量也基本是通过人工操作完成，在样本量比较大的情况下，就很繁琐，急需要自动化的称量，如果与后续样品溶解转移相结合的话，就还需要称量校准和样品处理的集成。另外，在合成领域自动化程度也相对较低，合成涉及的样品条件比较复杂，需要更加复杂的集成能力。据了解，目前国内对于实验室自动化集成技术的需求主要集中在生物医药、化工合成、食品安全和环境监测等领域，具体应用包括液体处理、样品处理（包括存储、拿取）、化合物筛选、样品检测和自动包装等方面。例如，生物医药领域中用于HPLC、LCMS、GC、GCMS和NMR的自动化样品制备，用于预筛选和多晶型物筛选研究的自动化液体和粉末处理平台，用于制药行业全面质量管理的GMP认证过程的自动化以及用于检测合成代谢剂、麻醉剂、抗雌激素物质、大麻素和兴奋剂的样品制备用自动化液体处理平台等；食品安全领域食品污染物分析中自动化高通量的固相萃取，农药残留分析中QuEChERS样品制备过程的完全自动化，3-MCPD样品制备自动化/食品及油中污染物分析的样品制备等；化工合成领域中用于ICP分析的润滑油样品制备自动化平台，自动化固相或液相合成的化合物合成平台，自动化肽合成以及惰性条件下自动化的催化剂合成，催化剂样品制备的造粒、研磨和筛分工具等。未来之路——任重而道远与工业自动化不同，实验室自动化更灵活，具有多品种、小批量、多批次，一个机器人干多种事情或多个机器人协同做多件事，变化的动作流程，个性化需求与共性化技术相结合等特点，需要有强大的控制和调度软件/大脑，融入“专家规则”，即知识体系，其中专家规则是重中之重，需要长期积累。那么，一个理想的实验室自动化系统应当具备哪些特性呢？根据相关调研反馈，未来的实验室自动化系统主要需要在以下几个方面实现突破：a、开放性，并不局限于本厂家仪器的连接，而是可以与其他任何厂家的分析仪器进行连接；b、完整性，具有完整的“分析前-分析中-分析后”硬件及软件支持，信息系统完整；c、灵活性，整个系统可以根据场地要求，进行多种摆放方式；d、独立性，各个单元既相互协作又相对独立，各单元均可独立运作；e、完备性，具有冷藏储存后处理自动化的系统。实验室自动化系统是一个多专业、多技术综合的密集型系统工程，强调的是多科学均衡，成熟、稳定的技术集成，需要多专业、多学科的技术人员紧密配合，更需要有长期稳定的团队建设和资金投入，以不断地进行探索、改进与发展。因此，国内能够做好这类系统产品的厂商还不太多。除此之外，实验室自动化虽然在解放人力、提高工作效率和检测溯源性等方面的优势非常明显，但其在众多国内实验室的应用推广上仍受到不少的限制，主要的限制因素包括：A、经费有限，难以购买自动化平台或无法维持后续使用成本；B、样本数量不够，没有必要使用自动化；C、对实验室自动化的认识存在误区，很多科研人员对自动化的认识还简单地停留在“比人工快”的认知水平上，实际上自动化的意义更多地在于实验结果的高度可重复性，降低人为操作的出错几率，实现无人值守，将实验人员从机械性重复性的低技术含量劳动中解放出来，将有限的时间投入到更高价值的劳动中去。实验室自动化的建设是一项综合性的系统工程，涉及面广，部门众多。所以，各实验室应根据自身的实际情况和业务发展，结合投入经费、存储标本量、分析项目种类、科室工作流程、场地等具体情况进行总体规划，再分阶段逐步落实建设，还要注意系统的兼容与扩展，最终实现大规模的实验室自动化。结束语随着科学技术的不断创新和变革，药物研究和医学检验检测的不断进步，市场对于自动化、智能型实验室解决方案的需求日渐增长，实验室自动化的发展趋势也是稳步向前。与此同时，一些企业已放眼在未来的智能实验室上，将实验室自动化、新兴通讯科技（如5G技术）和大数据技术等相结合，从而实现对实验过程和结果的自动优化。根据相关机构估测，国内智能化实验室市场规模可能高达万亿级，譬如，上海规划三年内建设100+智能工厂，而智能实验室则是智能工厂的重要组成部分。此外，未来几年内我国生物安全P2、P3实验室建设热潮或将实现上万个规模实验室的投入建设，对于实验室自动化、智能化厂家而言，其中的商机也必将是巨大的。参考文献[1] 范文成, 刘洋, 江玲, 等. 全自动标本处理系统在血站检测全过程的应用效果分析. 中国输血杂志, 2020, 33(2): 158-160.[2] 邓穗燕, 郭旭光, 李莹, 等. BD Kiestra InoqulA全自动标本处理系统在临床微生物检验中的应用研究. 重庆医学. http://kns.cnki,net/kcms/detail/50.1097.R.20201218.1153.002.html 致谢：本文在撰写过程中，也参考了部分相关实验室自动化厂家（例如：上海汇像信息技术有限公司、上海曼森生物科技有限公司、上海鑫蓝海自动化科技有限公司等）的公开技术资料，在此表示感谢！扫二维码加入“绿仪社”，查看更多科学仪器行业专业评论！

p　　病毒，是一种没有细胞结构的特殊生物，个体微小，结构简单，但是有的时候人类在病毒面前反而变得的渺小。病毒和人类的关系一直是如影随形，病毒甚至比人类更早出现在地球上，天花病毒、埃博拉病毒、狂犬病病毒、非典病毒(Sars)、HIV病毒(艾滋病)、马尔堡病毒、甲型H1N1流感病毒、汉坦病毒、肝炎病毒、登革热病毒被称为为全球最恐怖的十大病毒，全球每一次病毒的爆发都会引发人类大量的死亡。/ptable border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" style="border-collapse:collapse border:none" align="center"tbodytr class="firstRow"td width="260" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pstrongspan style="font-size:15px font-family:宋体"事件/span/strong/p/tdtd width="165" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pstrongspan style="font-size:15px font-family:宋体"时间周期/span/strong/p/tdtd width="134" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pstrongspan style="font-size:15px font-family:宋体"死亡人数/span/strong/p/td/trtrtd width="260" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"雅典大瘟疫/span/p/tdtd width="165" valign="top" style="border: 1px solid 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style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"墨西哥天花/span/p/tdtd width="165" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"1519/spanspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"年至span1520/span年/span/p/tdtd width="134" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"500/spanspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"万至span800/span万span /span/span/p/td/trtrtd width="260" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"第三次霍乱/span/p/tdtd width="165" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"1852/spanspan style="font-size:15px font-family:宋体 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width="260" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"第六次霍乱/span/p/tdtd width="165" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"1899/spanspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"年至span1923/span年/span/p/tdtd width="134" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"80/spanspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"万/span/p/td/trtrtd width="260" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体"西班牙大流感又称span1918/span年大流感（spanH1N1/span）/span/p/tdtd width="165" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"1918/spanspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"年至span1919/span年/span/p/tdtd width="134" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体"5000/spanspan style="font-size:15px font-family:宋体"万/span/p/td/trtrtd width="260" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"亚洲流感/span/p/tdtd width="165" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"1957/spanspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"年至span1958/span年/span/p/tdtd width="134" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"200/spanspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"万/span/p/td/trtrtd width="260" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"香港流感（spanH3N2/span）/span/p/tdtd width="165" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"1968/spanspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"年至span1969/span年/span/p/tdtd width="134" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"100/spanspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"万/span/p/td/trtrtd width="260" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体"新型冠状病毒/span/p/tdtd width="165" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"2019/spanspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"年至今（span2020/span年span7/span月span1/span日）/span/p/tdtd width="134" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-size:15px font-family:宋体 color:#191919 background:white"超过span50/span万/span/p/td/tr/tbody/tablep　　2019年12月突如其来的一场首先在武汉地区爆发的病毒疫情，引发对全球健康的关注。2020年1月30日，WHO宣布本次疫情为“国际关注的突发公共卫生事件”。2020年2月11日，世界卫生组织将这一新发传染病正式命名为新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019，COVID-19)，同时国际病毒分类委员会将这一新型冠状病毒命名为SARS-CoV-2 (Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)。此次新型冠状病毒肺炎疫情是新中国成立以来在我国发生的传播速度最快、感染范围最广、防控难度最大的一次重大突发公共卫生事件。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/2cb4306a-d22a-4f3d-83ff-066709f8c586.jpg" title="自动化图片.jpg" alt="自动化图片.jpg"//pp　　新型冠状病毒传播途径主要有呼吸道飞沫传播、接触传播、气溶胶传播，传染性极强，而且家庭聚集性病例发病明显，我国医务人员感染率甚至高达29%。所以在应对突发公共卫生事件时，需加强疫情信息监测、加快疑似病例的诊断等防控措施，迅速鉴别诊断出新型冠状病毒感染，避免交叉感染，控制疫情扩散，及时提供针对性救助和有效合理利用现有医疗资源。/pp　　病毒检测采集样本包括鼻咽拭子、痰液、肺泡灌洗液及粪便等标本，采集、运送、存储和检测按二类高致病性病原微生物管理，按照《病原微生物实验室生物安全管理条例》及《可感染人类的高致病性病原微生物菌(毒)种或样本运输管理规定》(卫生部令第45号)及其他相关要求执行。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/8fc14ef9-33cd-45e8-ba07-cfa99fa6213c.jpg" title="自动化图片2.png" alt="自动化图片2.png"//pp　　生物安全实验室是软件和硬件都达到生物安全要求的动物或生物实验室。管理措施则包含严格的管理制度和标准的操作程序及规程等构成的生物安全管理体系。试验的防护屏障分为两个级别：一级是指操作者和被操作对象之间的隔离，也就是生物安全柜和个人防护装备构成的防护屏障 二级是指实验室与外部环境之间的隔离，即实验室的通风系统和设施结构等所构成的防护屏障。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/72fa1d01-2f20-4ddb-bc96-9ec6da3a728c.jpg" title="pic(2)_副本.jpg" alt="pic(2)_副本.jpg"//pp　　由于新型冠状病毒具有较强的传染性和致病力，对于检测病毒的实验室有相应的要求，实验室须合理划分清洁区、缓冲区和污染区，避免交叉污染，必须在生物安全二级以上的实验室内进行新型冠状病毒肺炎患者的常规血液检测、体液检测以及新型冠状病毒的核酸检测。需要接触新型冠状病毒标本的实验室人员应实施生物二级以上的个人防护。病毒采样后到达实验室的操作步骤包括以下几个：(1)对样本运送箱和包装消毒。(2)仔细核对样本和送样单信息并进行编号。(3)工作人员将样本分装后，按照规范进行30-45分钟56℃病毒感染性的灭活。(4)样本核酸抽提纯化。(5)新冠病毒靶基因扩增。(6)可疑结果复核。(7)数据记录和分析，出具结果报告。strong而病毒样本检测前处理在样本接收，开盖分装直至灭活前都是整个样本核酸检测最危险的步骤，对一级防护屏障和二级防护屏障的要求都很高。/strong/pp　　新型冠状病毒检测也可能出现未检出或者假阳性，其原因大致有以下几个方面(1)样本采集时间、位置、采样量不合适 标本保存和运输条件不合适 (2)试剂盒灵敏度不高，最低检测下限过高，不同的质控品都将影响PCR的扩增效率，引起偏差 (2)患者自身病毒量在试剂盒最低检测限以下 (4)实验操作时核酸提取、体系构建、样本量、实验室室内质控标准流程执行不规范等。strong实验室规范化操作对实验结果起到了非常重要的作用。/strong/pp　　那么，面对病毒，实验室自动化可以做些什么?/pp　　strong一整套全自动化系统能代替人工操作，可以防止实验室操作人员的污染，避免实验室感染的存在，规范一致的操作也能尽可能减少假阴性和假阳性的可能性。/strong/pp　　举例说明：上海汇像病毒自动化检测解决方案/pp　　上海汇像病毒自动化检测解决方案基于AI的机器人控制技术以及人工智能算法，利用智能机器人操作，将所有核酸扩增实验步骤设计成全实验室自动操作，包括全自动样本前处理系统，核酸提取纯化系统，PCR反应体系构建系统，以及PCR反应，一键实现大通量无人化的病毒检测分析，真正实现新型冠状病毒测试全流程自动化和智能化 降低样品之间交叉污染，提高检测数据的可靠性及一致性 尽量减少人员操作感染，降低检测过程中容易对人形成的安全风险以及降低微生物细菌病毒的泄漏风险 节省实验室人力成本，将PCR实验室所需的试剂准备，标本准备和扩增三个独立区域整合在一个系统中，合理布局，提高实验室空间利用率和仪器利用率，使传染病核酸检测更简易更方便。/pp style="text-align: right "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　供稿：上海汇像信息技术有限公司/span/p

目前中医药研究正在发生范式的转变，从以往以发现单一靶点、单一机制、药物单体为导向的中医药学研究，逐步向建立符合中医药学规律的研究模式和方法学体系的方向发展。这种中药现代化研究方法的建立面临诸多挑战。中医药成分复杂性，中药和人体都是复杂体系，两者之间相互作用更加复杂，研究难度大。同时，中医药作用方式以低亲和性、弱相互作用关系为特点，发现相互之间的作用关联难，往往需要对提取物的上千种成分进行有效成分的确认和有效组合的分析，研究难度比一般的化学小分子药物筛选或生物大分子药物研究要大的多。这就使得新技术、新方法的引入，以及实验室自动化建设变得非常重要。中医科学院医学实验中心致力于建立以大型科学仪器设备和高端科学技术手段为基础的中医药实验技术支持体系和共享平台。实验中心联合镁伽科技，以探索和建立自动化、智能化中医药研究实验室，加速中医药科学研究和新药研发为目标，进行了很多尝试和突破。下面我们请中国中医科学院医学实验中心的陈鹏博士来介绍一下这次合作问目前镁伽科技和中医科学院联合做了哪些实验室自动化系统落地？答2021年7月中国中医科学院医学实验中心与镁伽科技签订协议，共建“中医药机器人智能实验室”。这是中医药领域首个以机器“智能”为研究核心的示范实验室，实验室建立的初心是以自动化、智能化加速中医药科学研究和新药研发，围绕中医药领域实验技术智能升级、中成药复杂作用解析、中药新药筛选三个目标发力。经过近一年的研发攻关，目前共建实验室已经实现部分常规实验技术的自动化替代，形成了可对外的技术服务能力；我们提出了蛋白质热稳定性芯片的概念，该方法可与自动化的系统连接，实现非标记复杂组分的体外药物和靶点筛选，非常适用于中医药研发的场景，相关的专利、科学文章已经在申请、发表过程中。另外，双方科学家也开展了多项技术合作，例如针对阿霉素心脏毒性的活性分子高通量筛选、合作开展中医药前沿技术论坛、双方科研人员联合参加了首届全国博士后创新创业大赛，并获得金奖。这些成果的取得体现了智能自动化在中医药领域应用的巨大潜力。问中医药机器人智能实验室给您的研究带来了哪些意义？答 中医药研发与生命科学、药学研究有共同的地方，都高度依赖于化学、生物学、药理学等基础学科的交叉应用，同时中医药成分又更加复杂，分析、筛选工作量更大，我们科研人员和学生需要花费大量时间去进行实验条件摸索，人工实验的精度和可重复性一直是困扰我们的痛点，之前我们也进行了一些自动化的尝试，例如自动化工作站、核酸提取仪的使用，但是这些仪器都是单流程的高通量，他们之间的串联仍然需要人工介入，无法实现全流程自动化工作。共建实验室在中医药机器智能领域迈出了关键的第一步，镁伽科技开发了普适性很强的智能自动化整合平台，帮助我们进行了个性化的全流程的实验体系整合，基于该平台我们部分常规实验操作已经实现了全流程无人化的工作，这样就节省了我们用在重复性实验上的时间，可以有更多的精力去查阅文献和思考科学问题。机器人自动化平台一期建设，利用镁伽自主开发的实验室自动化平台MegaFluent、智能机械臂系统将实验中心高通量工作站、酶标仪、洗板机等整合为自动化实验平台，实现了由单一流程自动化到系统实验的全流程自动。目前已经能够完成组分配伍、核酸提取、ELISA、多因子检测、基于体外靶点的药物筛选等多项自动化实验。 实验室自动化平台 MegaFluent 智能机械臂系统问一期自动化实验室平台与以前的手动模式相比，具体有哪些优势？答第一，自动化平台严格按照实验方案和流程设置进行，减少了人员在大量重复操作中可能导致的失误，同时实验过程能够精确追溯，实验结果可靠性更高，提高了人力、物力、时间的利用率。第二，自动化平台的移液精度，时间控制都比人工精确，通过对ELISA实验、PCR实验、BCA曲线测定等实验的实际测算，实验结果的CV值显著低于人工。以上两点确立了自动化平台在实验精度和可重复性上的优势。第三，自动化平台的效率更高。以ELISA实验为例，人工检测，每增加一块板，实验精度就降低一点，5块板以上，就很容易产生批间差异。但自动化平台可以最大限度地减少批间差异，同时能保证日检测量至少40块以上。问未来还会做哪些进一步的自动化联合的动作？答目前双方正在积极协商推进实验室的二期建设，二期建设将以中药特色基因文库、中药靶点以及新药高通量筛选等技术为基础打造中药新药发现与复杂作用智能解析平台，从智能自动化角度为解读中医药学原理作出贡献。镁伽将持续与中医科学院医学实验中心合作开发更多实验室自动化解决方案，以高通量的分子检测，助力中医药研究的自动化、智能化。

1、第一阶段：自动化——从凌晨四点的星辰到实验室自动化需求实验室科学家会说，“我们守过凌晨1234点钟的星星月亮，待到56点钟的旭日东升。”；“没有半夜23点钟起床去实验室关仪器的经历，人生是不完整的”；“没有夜半被美梦惊醒的，梦见流动相已经抽空的，不是真正的实验人。”… … 对于科学家们而言，这些令人“头秃”的“趣味并无奈着”的生活已经是日常了。聪明的人开始挖掘生命科学实验室场景下科学家们的多样需求，突出解决实验室科学家们的痛点，让科学家们只需要安心做科研，不必担心“实验室中大量重复工作，一个环节错了又得重新开始”的“魔咒”。随着实验规模扩大，实验室诸多阻碍越来越明显，如实验室管理合规风险；实验室人员工作稳定性和发展路径不明；数据非标准化管理和处理；以及大量人力重复性劳动带来的流程不可控、效率低等问题。于是乎，出现了以液体处理自动化工作站为代表的实验室科研工具，能够帮助科学家们提高科研效率，缩短科研成果产出周期；出现了以ELN\SDMS\LIMS等实验室管理软件，能够帮助科学家对实验数据管理的科学化、标准化、合规化。随着创新药企、检验检测等机构的不断涌现，实验室基础建设的逐渐完善，国内实验室开始向数字化、智能化迭代升级，逐渐从野蛮生长向精耕细作进化，从劳动密集型向脑力密集型转变。于是乎，对实验室自动化提出了更高的要求......2、第二阶段：智能化——综合性、系统性、灵活性、开放性缺一不可实验室自动化是指将工业自动化技术融入到实验室流程中，以实现特定实验步骤乃至整个工作流自动化运行的产品。最基础的实验室自动化模块能够实现简单的样品转移、加样、分装、稀释等操作。在此基础上进一步融合协作机械臂、AGV小车、滑轨等自动化硬件以及实验室仪器设备，并通过自动化总控软件进行控制，即能够完成既定的复杂实验室流程。但，实验室自动化与工业自动化又有诸多不同，实验室自动化更灵活，具有多品种、小批量、多批次，一个机器人干多种事情或多个机器人协同做多件事，变化的动作流程，个性化需求与共性化技术相结合等特点，需要有强大的控制和调度软件。（来自于：上海汉赞迪生命科技有限公司高通量蛋白药物发现和筛选自动化解决方案KOL客户场景图）那么，一个理想的实验室自动化智能化系统应当具备哪些特性呢？根据笔者的相关调研反馈以及深度思考，未来的实验室自动化智能化系统必须在以下几个方面实现突破：① 综合性：并不局限于自家仪器设备的连接，而且可以与其他任何厂家的分析仪器以及相关设备进行连接；这不仅仅是仪器与仪器之间通过机器人的物理连接，更重要的是软件与软件、软件与硬件之间的对话和链接。借助自有设备和市面上已有的仪器设备，可以完成几乎所有常见的生物实验操作：移液、离心、孵育、细胞培养、PCR、菌落挑选、分液、贴标、扫码、酶标仪读板、高内涵、震荡、开关盖、撕膜、封膜、凝胶电泳、流式细胞、核酸提取、孔板搬运等等。以汉赞迪的“全自动化超高通量病毒核酸检测系统”为例，这一全自动化工作站采用机械臂及智能化管理软件，整合了核酸提取仪、自动快速分液器、qPCR扩增分析仪等设备。该系统能够实现从开盖分杯到核酸提取，PCR体系构建，再到封膜和qPCR检测的全流程自动化。同时该系统内置HEPA过滤系统和紫外消毒系统，并配有传递窗，实施严格的PCR前后分区，保证生物安全的同时也符合相关法律法规的要求。（图片来自于：上海汉赞迪生命科技有限公司全自动化超高通量病毒核酸检测系统）② 系统性：能够将实验室硬件、软件和耗材整合于统一平台之中，实现了多样性场景下从入口到出口的全流程智能协调；实现“分析前-分析中-分析后”硬件及软件支持，信息系统完整；真正实现从“样本进”到“结果出”的闭环管理。③ 灵活性：整个系统可以根据实验室场地要求，进行多种摆放方式以及组合方式；④ 开放性：各个单元系统或者仪器设备既相互协作又相对独立，各单元系统均可独立运作；表面上看“开放性”和“综合性”有矛盾之处，但这未尝不是生物实验室自动化智能化的探索之路。3. 寄语当下的“我”——“敢问路在何方，路在脚下......”对于众多普通的实验室，尽管有众多的分析仪器可以实现自动化的检测，但是前期的样品处理方面，运用自动化系统程度非常低，分析之前的样品前处理是需要消耗大量的人工，而且很多重复性繁琐性的工作，需要低质量重复性的操作，处理时间长，人工成本高，实验结果重复性差，因此样品处理是需要自动化的，一方面，目前市面上也推出一些标准化的自动移液系统，但是这类设备一般只集中在移液配液方面。然而，实验室中粉末及固体颗粒的称量也是人工操作完成，在样本量比较大的情况下，就很繁琐，急需自动化的称量，如果与后续样品溶解转移相结合的话，就更需要称量校准和液体处理工作站的集成。另外，在合成领域自动化程度也较低，合成涉及的样品、条件比较复杂，需要更加复杂的集成能力。实验室自动化智能化系统是一个多专业、多技术综合的密集型系统工程；要能够用生命科学语言对话科学家，精准地翻译和转化生命科学的需求；强调的是多科学均衡、成熟、稳定的技术集成；需要多专业、多学科的技术人员紧密配合；更需要有长期稳定的团队建设和资金投入；以不断地进行探索、改进与发展。因此，国内能够做好这类系统产品的厂商还不太多。吾辈当自强......4. 寄语当下的“你”——落地实验室智能化建设，没那么简单实验室自动化虽然在解放人力、提高工作效率和检测溯源性等方面的优势非常明显，但其在众多国内实验室的应用推广上仍受到不少的限制，主要的限制因素除了“经费有限”、“样本数量不够”之外，对实验室自动化的认识存在误区，很多科研人员对自动化的认识还简单地停留在“比人工快”的认知水平上，实际上自动化的意义更多地在于实验结果的高度可重复性，降低人为操作的出错几率，实现无人值守，将实验人员从机械性重复性的低技术含量劳动中解放出来，将有限的时间投入到更高价值的劳动中去。实验室自动化的建设是一项综合性的系统工程，涉及面广，部门众多。所以，各实验室应根据自身的实际情况和业务发展，结合投入经费、存储标本量、分析项目种类、科室工作流程、场地等具体情况进行总体规划，再分阶段分流程逐步落实建设，还要注意系统的兼容与扩展，最终实现大规模的实验室自动化智能化。（本文编辑：刘立东）相关推荐：这场疫情后，生命科学仪器行业的未来趋势在哪里？——汉赞迪生命科技副总裁程小卫生物制药市场高速增长下,批量细胞系构建实验室的自动化探索【行业征稿】若您有生命科学、医药、临床等行业相关研究、技术、应用、管理经验等愿意以约稿形式共享，欢迎自荐或引荐投稿联系人：刘编辑word图文投稿邮箱：liuld @instrument.com.cn微信：JaysonXY（备注来意：投稿）

2009年12月，由山东科技大学和西门子自动化与驱动技术集团合作的“山东科技大学-西门子工业自动化与驱动技术集团自动化技术实验中心”二期工程顺利完工。早在2008年11月，上海西门子工业自动化有限公司就在山东科技大学举办的公开招标活动中一举夺魁，获得了该项目的承建权。　　“山东科技大学-西门子工业自动化与驱动技术集团自动化技术实验中心”采用了西门子最先进控制技术，融合了西门子全集成自动化(TIA)的理念，是西门子全集成自动化系统的缩影。实验室配备的具体西门子自动化控制设备有：小型控制系统S7-200及中型安全控制系统S7-300F、先进过程自动化控制系统PCS7BOX、先进运动控制系统T-CPU和S120、高级冗余控制系统S7-400H及标准变频控制系统MM4。这些设备中的每一套控制系统均具备开放的结构体系，可以灵活地提供满足学校教学要求的控制体系配置方案。　　山东科技大学是一所以工为主、矿业见长，多学科相互渗透、协调发展、特色鲜明的省属重点大学。西门子和山东科技大学合作实验室一期工程的顺利完工，已经在山东省地区特别是泰安市地区的自动化技术行业领域内产生了巨大的示范性作用，并吸引了大量周边同类学校及工矿企业前往该实验中心进行参观或培训，为在山东地区推广西门子的产品和技术以及西门子教育合作项目(SCE)起到了不可估量的作用。预计西门子和山东科技大学将会进一步合作，在该地区建设更多相似类型的西门子实验室。　　能够促成与山东科技大学合作成功，离不开西门子工业自动化与技术驱动集团对SCE项目给予的大力支持，也离不开我们整个SCE团队的努力和先进工作方法。在每个项目的前期跟踪、技术交流、合同签订、项目执行以及到后期的项目培训等，均有专门的团队成员负责并且各成员之间始终保持互相协作的工作精神，再加上西门子工业自动化与技术驱动集团内部各业务部门的巨大支持，因此西门子工业自动化有限公司才能在中国教育领域获得现在的巨大成功。

p　　随着中国经济腾飞和人们生活品质的提升，能源化工、农业食品、生物医药、材料研发和制造等行业得到迅猛发展，食品安全、环境保护、生命科学成为大家关注的热点话题。科学的日新月异推动了测量技术的巨大发展，样品从单点、传统检测向综合性、大规模检测转变，检测实验室也呈现向智能化、自动化发展的趋势。/pp　　在现代实验室的建设和管理中，如何提升实验室管理水平、效率、数据质量，成为大家关注的热点话题。仪器信息网特别开设strong“化学分析实验室管理与自动化”/strong专题，就化学分析实验室管理最新趋势、自动化新技术与新应用等话题展开分享。/pp　　专题特别开设strong“自动化”/strong模块，现面向广大仪器企业和分析测试单位征集实验室自动化相关技术文章或视频，向用户提供自动化更丰富的产品、技术解决方案。/pp　span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong　span style="color: rgb(0, 176, 240) "技术文章内容包括但不限于以下信息：/span/strong/span/pp　　1、请回顾贵公司自动化产品技术的发展历程，有哪些优势或专利技术?/pp　　2、贵公司当前主推的自动化产品和解决方案，能解决实验室用户的哪些问题?(可举例说明)/pp　　3、您如何评价目前实验室自动化技术的应用情况，应用过程中还有哪些亟待解决的问题?/pp　　4、您如何评价目前的实验室自动化技术，未来的技术发展将呈现怎样的趋势?/pp　　5、您如何看待实验室自动化技术的市场前景，在哪些领域的发展值得期待?/pp　　稿件最终将在仪器信息网发布，并通过其他相关渠道向公众推送。/pp　　本次征稿活动最终解释权归仪器信息网所有。/pp　　详情咨询/收稿地址：/pp　　韦编辑(电话：010-51654077-8129，邮箱：a href="http://weidy@instrument.com.cn" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 176, 240) "weidy@instrument.com.cn/span/a)/p

目前在各种类型的研究中都可以用到实验室自动化系统，从生命科学样品制备，环境监测到材料加工和纯化。在自动化应用中所使用的仪器，同样是多样的。研究人员在不断寻找新方法，制造商在不断的开发新设备，以便使所有应用都能实现自动化，或者至少使那些需要大量的时间来进手工操作应用能实现自动化，或者通过自动化获得准确的结果。事实上，在Laboratory Equipment杂志的调查中，近三分之二的研究人员表示提高精度和生产效率是他们希望实现实验室操作自动化的两个主要原因。其他受访者提到的原因还包括可靠性(50%)，节约成本(33%)，人员编制问题(22%)，减少有害物质危害(17%)等。自动化操作在不同研究领域的应用情况　　在调查中，69%的受访者表示没有使用一些自动化操作的原因是成本效益，25%的用户表示由于空间影响，22%的用户认为存在接口问题，18%的用户认为操作复杂，17%的用户认为效率提高不够明显，16%的用户表示缺乏技术支持。这些受访的研究人员表示他们的工作中或多或少都采用了自动化操作，自动化使用的平均率在17%。其中15%的受访者表示实验室中30%的操作都采用了自动化。　　大约有60%的受访者表示，他们利用自动化设备处理的样品包括：液体样品，固体样品(35%)，生物细胞(25%)，粉末样品(25%)，气体样品(14%)和凝胶，膏状样品( 13%)等。自动化仪器的应用　　最常见的自动化设备是自动进样器，离心机，搅拌器，摇床，混匀器，约44%的受访者都提到了这些仪器。色谱法(42%)和液体处理系统(34%)也被提到。（编译：秦丽娟）

市场研究公司Markets and Markets研究认为：每年化合物研究量将以6.7%的速度速率增长，预计2020年，全球实验自动化产业值将增至51.06亿美元。卡洛拉马(Kalorama)研究公司则认为该估计过于保守，因为仅2014年一年，临床实验仪器总销售额就已经达到54亿美元。　　不过两家研究公司都认为，自动化产业增长的原因主要有以下几点：设备小型化，样品量变大，药物研究、临床诊断进步，实验重现性、准确性提高，供需差距仍然存在。而产业增长的根本原因在于：增加工作量的同时提高效率、降低成本。以下为自动化程度最高的六个方面。　　液体处理　　药物研发过程中，候选药物数量可达上百万种，而液体处理一直是该领域非常重要的一个环节。采用自动化技术处理液体，体积可固定、也可调节，从4，6，8，12，96，384到1536份不等，效率大大提高。除此之外，流水线操作可确保过程的连续性和可靠性，避免人为错误。人们对降低成本和提高效率的追求极大推动了此技术的发展。　　样品检测　　样品自动检测可在不增加成本的同时增加检测样品的数量。实验人员往往会因为贴错标签、装样量不准确、容器选择不当造成实验结果不准确。在阅读样品信息、确定样品是否适合检测时，同样会出错。如果能够尽早发现错误，更换样品或是对其进行处理，可将损失将至最低。　　包装　　生物医药行业在逐渐全自动化。现有的半自动化包装技术仍可能带来很大误差。如果采用全自动包装技术，一家跨国疫苗生产公司预计：包装成功率将由62%提升至99%。自动化技术可平均降低35%的劳动成本。　　样品处理(包括储藏、拿取)　　在以前，样品处理、储藏、拿取都是依照相关规定、人工完成的。自动化以后，整个操作过程将分为两个部分：根据样品处理过程设计的仪器，完成自动化过程的系统。下列因素推动下，样品处理自动化的发展迅速：检测量平均每年增加10%~15%，人口老龄化、检测手段创新、防止样品污染的要求、需要检测多种耐药微生物、技术人员数量有限、流行病要求检测时间缩短。　　实验数据记录　　许多实验都依靠仪器，比如DNA序列检测、复制。那么做实验、记录实验数据这些事情是不是也能自动化呢?过去三年，一些初创企业的努力下，这一切正在变为现实。研究人员将实验顺序排好，通过电脑远程控制，机器人将指导相关仪器完成实验。软件与机器人也在实验数据储存方面作出不小贡献。　　化合物筛选　　生物医药领域需要进行高通量药物筛选，这一技术的发展关键在机器人、检测器和软件。10年前，一家公司一个星期可筛选化合物数量由100~200种上升至2000~5000种。不过截至2011年，超高通量筛选法一天可检测100000种药物。

在有机化学领域，实验条件的筛选对于实现高效、高产率和高选择性的化学反应至关重要。传统的实验条件筛选方法通常依赖于化学家的经验和直觉，这种方法往往耗时且效率低下。随着科学技术的快速发展，自动化实验筛选技术应运而生，为有机化学条件的筛选带来了变革。自动化实验筛选技术利用高通量实验、自动进行反应监测等先进技术，实现了对大量实验条件的快速筛选和优化。这种方法可以在短时间内对大量化学反应条件进行评估，从而为化学家提供更多的信息和数据支持，帮助他们更快地找到最佳的实验条件。此外，自动化实验筛选技术还可以减少人为误差，提高实验结果的可靠性和准确性。通过对一个药物中间体的合成反应（如图1）探究，对其催化剂，溶剂，碱等条件进行筛选，从而得出最佳的实验反应条件。传统的实验条件筛选方法需要大量的人力、物力和时间投入，而且实验结果受到人为因素的影响较大。通过一个初始人工实验的筛选结果，得到初步的结论：&bull 反应需要 2 步，且最终的目标产物产率只有 34%&bull 反应需要 20 mmol% 催化剂用量&bull 反应中间体有恶臭，难以分离且保存困难图1 药物中间体合成反应然而，晶泰科技的智能合成工作站（如图2）能够进行模块化的配置，根据实验流程进行不同模块化的组合，从而去满足不同的化学场景需求。此外，晶泰科技还有大规模的工站调度集群（如图3）可以满足更大规模的自动化实验场景。图2（上），图3（下）运用晶泰科技的自动化实验工站进行实验，对上述反应进行了 3 轮反应条件的筛选，第一轮筛选了反应的催化剂和溶剂，通过 1 天时间进行了 65 个反应，分别对 5 种催化剂和 13 种溶剂进行筛选，得出了最佳催化剂为 Pd（dppf）Cl₂ &bull DCM，最佳溶剂为 DCE（图4）。图4 催化剂及反应溶剂条件筛选第二轮用 0.5 天时间进行了 6 个反应，对碱进行筛选，实验数据得出最佳反应碱为 K₂ CO₃ （图5）。图5 碱条件筛选第三轮用 0.5 天时间进行了 12 个反应，对反应试剂比例，溶剂体积以及反应时间进行筛选，得出了此反应的最佳条件（图6）。图6 最佳反应条件利用自动化工站高通量的实验筛选，在短时间内高效的筛选出了该药物分子中间体的最佳反应条件，为后续的合成提供有效的帮助。并且与优化前的反应相比。&bull 反应只需 1 步完成，且产率高达 66%&bull 反应催化剂的用量降低至 2 mmol%&bull 反应成功放大至 20g自动化实验为有机化学条件的筛选带来了巨大的潜力和机遇。通过利用高通量实验、自动检测分析等先进技术，化学家可以更快地找到最佳的实验条件，从而实现高效、高产率和高选择性的化学反应。随着科学技术的不断发展，自动化实验将在药物合成、材料科学和生物技术等领域发挥越来越重要的作用。更多产品信息、电子版应用报告可发送需求至bd@xtalpi.com获取。

AI来了，自动化真的来了。当文心一言还在全力“阻击”ChatGPT的时候，AI自动化实验室早已从小谱君对未来想象的文字中 跳进我们的世界 ，在我们身边 低调的运作了很久 。‍‍本文小谱君将带仪粉er们云参观两家 获奖的AI自动化实验室 。AI自动化实验室入选合成生物十大新品‍‍4月27日，中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所、深圳合成生物学创新研究院、深圳理工大学（筹）合成生物学院联合发布 2023深圳合成生物十大新品 ，这也是深圳首次发布合成生物十大新品。 现场亮相的十大新品包括：1、柏垠生物发布的重组贻贝蛋白原料2、中科欣扬发布的SYSTASE®SOD产品3、百葵锐发布的新型溶菌酶4、道生生物发布的天然色素染料生物合成—靛蓝5、瑞吉生物研发的冻干新型带状疱疹mRNA疫苗RH3156、赛桥生物发布的多功能细胞处理系统7、未知君发布的重组活体生物药产品8、 晶泰科技发布的基于AI和超大规模的自动化实验室集群解决方案9、循原科技发布的非粮碳源生物炼化平台10、倍生生物发布的低嘌呤起泡酒。小谱君注意到，由 深圳晶泰科技 推出的基于AI的自动化实验室集群解决方案位列其中。XtalDynamics™自动化系统这不仅是晶泰科技的荣誉，还是 AI自动化实验室及AI制药大趋势 的最好印证。今天小谱君就带大家来参观晶泰科技的两家自动化实验室： 上海药物研发中心 和 深圳实验与计算研发中心 。本文图片版权由晶泰科技所有未经允许，严禁转载使用上海药物研发中心自动化化学合成实验室晶泰科技上海药物创新研发中心位于上海自贸壹号生命科技园，研发中心内设晶泰科技自动化化学合成实验室。实验室拥有壮观的自动化工站集群，极大程度的解放了科学家的双手，让科学家发挥更多的创造力。下面我们就去这家实验室一探究竟吧：‍‍‍图源：晶泰科技官网，感谢供图1F核磁共振室6F合成实验区5F合成实验区分析实验室Prep-HPLC制备设备：Gilson GX-281系列、Shimadzu 20AP系列，Warers AutoP系列，配备二极管阵列紫外检测器和质谱检测器，均为全自动高压制备液相，流速范围1-150ml/min，可实现从mg到g级的样品分离纯化。5F合成实验区分析实验室：Prep-HPLC5F合成实验区分析实验室 LC-MS ：Agilent 1260+DAD+ELSD+6125B，Waters H.Class+PDA+ODA，Shimadzu 2030Plus+2020MS，标配Walkup软件全开放式送样平台。FA、TFA、NH4HCO3等多种不同流动相体系，2min、3min、5min、 10min等10余种不同分析方法，满足合成检测的不同需求。5F合成实验区分析实验室：LC-MS 5F合成实验区分析实验室：化合物库管理4F合成实验区4F合成实验区：实验记录区噬菌体实验室依托KingFisher和QPix搭建了噬菌体自动化panning和克隆挑选XpeedPlay™平台，整个平台的通量能达到人工的10倍左右。3F抗体实验区：噬菌体实验室 3F抗体实验区：细胞培养间整合了Hamilton工作站、协作机器人、自动化培养箱、堆栈和标签机，以解决杂交瘤在抗体发现中克隆挑选的痛点。3F抗体实验区：分子克隆实验室3F抗体实验区灭菌间3F抗体实验区公共实验平台Sartorius Intellicyt iQue3Cytiva Biacore 8K Plus下面我们来看看位于2F的 自动化实验区 ：2F自动化实验区人机结合模式的XtalDynamics™自动化系统现了化学合成实验过程的高度自动化和智能化，通过中心化的 智能调度系统远程操控数百台规模的自动化工站和AGV小车 ，可 7×24小时不间断运行 ，同时提升化学合成和物料传送过程的效率。人和机器系统之间通过ELN模式的界面进行交互，不同功能的自动化工站可以通过不同方式灵活配置组合成小的分区系统。2F自动化实验区高通量投料反应工作站自动化高通量地进行有机合成备料和合成反应过程，功能包含：机器人投料， 精密加粉，精密加液，恒温搅拌功能模块，开关盖模块。自动化高通量地进行有机合成备料和合成反应过程，功能包含：机器人投料、精密加粉，精密加液,恒温搅拌功能模块，开关盖模块。2F自动化实验区：数字化可视化LIMS系统数字化可视化LIMS系统： 智能化实验室调度与分析系统，包含ELN，LIMS，子系统（仿真，资源管理控制等功能模块）。长按识别二维码VR在线参观本文图片版权由晶泰科技所有未经允许，严禁转载使用深圳实验与计算研发中心2021年，晶泰科技实验与计算研发中心落址深圳福田河套深港科技创新合作区国际生物医药产业园二期。除了计算研发中心外，这里还设有 化学合成实验室 、 药物固态研发实验室 、 药物发现生物学实验室 、 自动化实验室等 ，以支持不同项目的实际需求。下面我们就接着去云参观这间实验室吧：图源：晶泰科技官网，感谢供图自动化实验室自动化实验室：控制室自动化实验室：备料区自动化实验室：人机交互货架自动化实验室：自动化合成区自动化实验室：自动化合成区自动化实验室：自动化固态化学区化学合成实验室 化学合成 实验室：试剂室 化学合成实验室：冻干室 化学合成实验室：溶剂 室 化学合成实验室：合成实验 室 化学合成实验室：合成实验 室 化学合成实验室：分析分离实验 室 生物实验室 生物实验室：蛋白表达纯化实验 室 生物实验室：细胞培养实验 室 生物实验室：生化实验 室 生物实验室：药代前处理实验室 生物实验室：LC-MS/MS 生物实验室：电生理实验室冷冻电镜实验室 晶泰科技现有电镜实验室面积150m2，配置来自ThermoFisher Scientific公司的Glacios 200千伏冷冻透射电子显微镜、Ceta-D探测器、Falcon IV直接电子探测器、Vitrobot冷冻制样系统等先进仪器设备。 冷冻电镜实验室：电镜主机间冷冻电镜实验室：电镜操作间冷冻电镜实验室：常温制样 间 冷冻电镜实验室：冷冻制样 间 药物固体形态研究实验室 药物固体形态研究实验室：结晶室 药物固体形态研究实验室：天平室 药物固体形态研究实验室：衍射室 药物固体形态研究实验室：衍射操作室 药物固体形态研究实验室：稳定性实验室 药物固体形态研究实验室：样品干燥室 药物固体形态研究实验室：色谱室 药物固体形态研究实验室：固态分析室长按识别二维码VR在线参观本文图片版权由晶泰科技所有未经允许，严禁转载使用晶泰科技和他们的自动化实验室产品晶泰科技自2019年开启探索自动化实验室的自主研发之路，已成功开发XtalDynamics™自动化系统、SynArt™智能合成工作站、CrysArt™自动化结晶工作站，并已在自动化化学合成、固态研发等场景中成熟应用。采用人机结合模式的XtalDynamics™自动化系统实现了实验过程的高度自动化和智能化， 通过智能调度系统远程操控百台规模自动化工站和AGV小车 ，同时提升实验过程和物料传送的效率。系统可 7×24小时不间断运行 ，并实时记录实验过程数据和结果，有效保证了实验记录的及时性、完整性、规范性和可追湖性。系统配置灵活，可按照客户场景需求分阶段搭建专属自动化实验室。自动化系统中包含：SynArt™智能合成工作站和CrysArt™自动化结晶工作站。SynArt™智能合成工作站自动化工作流程CrysArt™自动化结晶工作站自动化工作流程

我最近读了一篇来自The Robot Report 的精彩文章，这篇文章将工业机器人的表现与人类的表现进行了对比。该报告的要点如下。这篇文章强调了机器人比人类表现更好的五个领域：RobotHuman01a）处理单调乏味的事情；b）极端的感知能力；c）力量和速度；d）坚定的专注力；e）完美、客观的记忆。这篇文章还强调了人类仍然优于机器人的三个方面：HumanRobot02a）同理心；b）灵活性；c）可接受性和信任。令我印象深刻的是，在实验室环境中考虑这些要点，我们可能没有充分利用机器人技术的积极方面，或者确实在努力解决消极方面。在考虑样品制备和样品操作时尤其如此。对于大多数要分析很多样品的实验室工作人员而言，他们会熟悉制备样品的日常流程、设置设备、测试系统的适用性、进行目的性检查，然后在晚上下班前开始“批量”样品的日常分析工作。现代仪器大大减少了回家路上祈祷好运的次数，以及第二天早上进入实验室查看“运行是否成功”时的期待感，但这些焦虑感并没有完全消失。自动化机器人有能力改变这种模式，以“准时化”的方式准备样本，这样分析就可以在一天开始时进行，而且当我们留出允许的工作准备和分析时间时，大部分工作都会完成。如果需要，我们甚至可以收集足够的样本在一夜之间做同样的事情，从而提高我们的通量。注：准时化（Just In Time）起源于日本丰田汽车公司，本质是保持材料流和信息流在生产过程中的同步化，以实现在必要的时候、以必要的数量、生产或供应必要的产品/服务。当然，我们需要非常强大和可靠的自动化解决方案，这也许是行业需要发展的地方，以确保我们的分析工程被优化到不需要再考虑易错性的程度。同样，我们大多数人都熟悉这样的情况：由于样品瓶没有被正确地抓住或拿起，或者一个样品瓶的容限导致自动采样器拒绝接受一个特定的样品，甚至简单地丢弃小瓶，导致分析活动在一夜之间停止。在这里，仪器的灵活性和“学习”方面的发展可以得到改善。如果被拒绝的小瓶不处于危险或阻碍的位置，机器人应该能够移动到下一个操作，只需在批次报告中标记故障即可，当然，这样处理的前提是这个样品不是关键的系统适用性测试样品或QC样品，否则会导致其余的分析无效。利物浦大学研究改造的机器人化学家，不分昼夜的“实验民工”在许多情况下，机器人可以用于高效液相色谱（HPLC）的样品制备，并将产生比人类实验室工作人员更好的结果。样品稀释（包括连续稀释）、过滤、衍生化等操作均可。有可以处理称重、混合甚至离心的样品机器人，但我没有看到很多 HPLC实验室采用这些解决方案，我想知道为什么？我可以肯定地说，如果经过适当的“训练”，机器人将比人类更精确地遵循样品制备或提取方案。每次也会遵循标准操作程序（SOP）。我们能诚实地说我们所做的每一个样品制备都是按照SOP进行的吗？始终在精确的时间内振荡样品，使用相同的搅拌方法，在超声浴中使用相同的位置，使用完全正确的技术称重或移液——这些可以继续！机器人在记忆和可重复性方面是绝对可靠的，而我们不是。虽然 HPLC 中的许多样品制备或提取方案相对简单，但也有一些并不那么简单，例如固相萃取（SPE）或更复杂的液液萃取（LLE）方案。方法开发是一项耗时且成本高昂的活动，涉及对变量的系统探索，目的是为稳健的方法找到最佳条件集，从而产生具有适当质量和成本的数据。在方法开发中，以逐步方式自动改变所研究的参数并紧密固定所有其他参数至关重要，这样改变目标参数的效果就不会被其他地方的随机变化所掩盖。手动样品制备是不必要变化的重要来源，而自动化样品制备使方法开发成为一个更直接和可预测的过程，并节省了大量时间。随着越来越多的分析人员采用实验设计（DoE）方法进行方法开发（其中以系统的方式同时调整多个参数），自动化样品制备是减少这些不必要的变化的合理合作伙伴，但同样，我没有看到广泛的应用，这真的让我感到困惑。全自动移液机器人助力医学实验室，图片来源于网络是不是我们认为HPLC的样品制备太简单了？不值得自动化，因为它可以在样品制备实验室内快速轻松地实现？问问你自己，有多少批次失败或实验室调查与样品制备问题有关？你会注意到，到目前为止，我一直集中在液相色谱的讨论。我认为气相色谱（GC）市场可能略有不同，甚至更加先进。有几家制造商生产先进的机器人系统，用于在GC分析之前制备和操作样品，而且这些系统的复杂性比我通常看到的与HPLC仪器相关的系统要先进得多。此外，这些系统是完全集成的，可以将样品注入GC系统，具有即时样品制备功能。这些系统配备了许多工具，可实现称重、混合、摇动、加热、离心、溶剂蒸发和许多其他选项。这使得样品稀释、添加内标、衍生化、LLE、固相微萃取（SPME）、SPE 和其他微萃取技术等操作实现了自动化。即使在传统上使用大样本量的情况下，例如环境分析，由于质谱检测技术和灵敏度的进步，自动化也成为可能，这可以通过使用三重四极杆（QQQ）和四极杆飞行时间（QTOF）仪器等作为探测器来实现。本质上，检测器灵敏度的提高可以在不影响检测限或定量限的情况下处理更小体积的样品。当然，样品体积的减少也意味着这些技术的自动化版本不仅更环保（有机萃取溶剂的量更少），而且是在色谱运行时间内实现，使除最复杂的制备或提取协议外的所有样品处理都能实现“准时化”模式。也许后一点突出了HPLC与机器人自动采样程序接口的潜在问题。随着超高压液相色谱（UHPLC）的出现，色谱运行时间通常非常短，而冗长的样品制备方案将与分离相的时间框架不匹配，并且可能会延长整体分析时间。在生物分析（前面提到过）中使用多头探针的“批量准备”机器人可能具有优势，因为整体运行时间可能会减少。然而，当考虑到提高保真度、可重复性和无人操作（来自完全集成的机器人解决方案）的好处时，即使一次只处理一个样品的方法在HPLC分析中仍可能有相当大的好处。当使用现代自动化系统和优化的处理工作流时，小型化样品制备方案确实可以非常快速。那么，是什么阻碍了机器人解决方案在GC实验室的进一步实施，或在HPLC实验室更广泛地采用机器人方法？下面，我列出了自动化普及率低的典型原因，特别是关于色谱分析的样品制备，以及对每个原因的简短回应。Q对于自动化没有充足的预算？A:在你进行投资回报率（ROI）计算时，是否包括了在正确的第一时间减少溶剂使用以及通风橱用电量方面的改进？如果这些是你当前样品制备流程的一部分。Q之前尝试过自动化，但它没有带来预期的好处？A: 您是否与机器人系统制造商合作，充分探索节省时间、材料和成本的方法？Q我的流程无法自动化A:我很少遇到这样的情况，即无法使用现代实验室系统实现自动化的样品制备程序。正如我上面所说，SPE、LLE、称重、超声、离心、加热、振荡、稀释、解吸、蒸发、重构和许多其他任务都可以使用自动化系统完成。Q我的样品制备非常简单，我无法证明用在自动化如此简单的事情上的花费是值得的A: 您是否与机器人系统制造商合作，充分探索时间、材料和成本节约？ 您是否考虑过分析化学家或技术人员在不进行样品制备时可以做什么？Q自动化方法无法满足我在灵敏度方面的要求A:当考虑到现代质谱和其他探测器的灵敏度，以及优化的工作流，使得足够小的样品体积就可以产生稳健的探测器响应时，情况总是并非如此。Q我不信任自动化；它增加了更多的复杂性和脆弱性A:没有什么比人类更复杂或更容易受影响了。用于样品制备的现代机器人系统的重复性、准确性和相对无懈可击的性能可能值得怀疑，但我发现很难质疑它们的脆弱性。我可能将自动化最重要的新兴驱动因素放在最后，即环境、可持续性和治理（ESG）原则。作为一个社会，我们的心态正在变得“更环保”，虽然我们可能认为绿色议程中的主要商业胜利存在于实验室之外，但相信我，这些举措很快就会出现在你身边的实验室里。使用自动化平台时，功耗、溶剂量以及分析人员接触潜在有害溶剂和试剂的减少是显而易见的。它们完全符合ESG原则，让我们清楚地表明我们非常重视地球的未来！有几种可用的分析“绿色”计算器，但我特别喜欢的一个是来自一个合作小组，其中包括该方法的样品制备影响，可以在以下链接中找到：https://mostwiedzy.pl/pl/wojciech-wojnowski,174235-1/agreeprep回到这篇文章的标题，我们需要发展还是死亡？当然，这是地球上每个物种都面临的事实。色谱应用样品制备自动化的真实性如何？好吧，我喜欢用一个令人震惊的标题来吸引读者，但是现代自动化系统的灵活性和它们可以完成的任务范围已经发生了革命性的变化，即使在过去的10年里也是如此。它们经得起考验的准确性和可重复性得到证明，而且它们能够减少工人接触单调和危险的试剂或操作的能力也得到了清楚的证明。那么我们只是害怕“机器人的崛起”吗？这当然不会在我们的现代社会发生，并且，我鼓励你进一步研究自动化的好处，希望我能够在这篇文章中指出这一点。

Hello实验室的小伙伴大家好，实验忙碌了一天休息一下吧，顺便看看月旭家的新伙伴。HTA是意大利一家致力于提升实验室自动化程度的仪器研发生产厂商，月旭科技是HTA在中国区的战略合作伙伴，陆续将凝结了HTA较高技术水平和应用场景的几款的自动化仪器引进给国内用户，旨在提升国内用户实验室自动化及生产力。有的小伙伴也许对我们的HTA仪器有一定的了解了，有的小伙伴也许还不认识他们，下面我们就将前期陆续介绍过的HTA家族成员——HT4000A，HT1500L，HT2800T和HT1500U，汇总介绍如下。HT4000A（带自动开关盖功能配置）HT4000A是一款集液体处理、自动进样、涡旋、自动开关盖、样品追溯于一体的前处理设备，可以与任何品牌的液相色谱联用，为您配制溶液、制作标准曲线、进行样品的单一或多重的衍生前处理，解放双手，提高工作效率。HT1500L自动进样器HT1500L是一款大体积液体自动进样器，可以搭配制备液相、GPC等仪器工作，实现自动化无人值守的实验过程，操作简单，一键启动，与液相系统无缝连接，超高性价比，是您大体积进样的不二之选。月旭科技GPC+HT1500L联用HT2800T三合一气相色谱自动进样器HT2800T是一款集液体进样、顶空进样、固相微萃取于一体的三合一气相色谱自动进样器，可以与市面上大部分进口品牌的气相色谱仪联用，完成您的升级配置及功能扩展。HT1501U离子色谱自动进样器HT1500U可以让您拥有一种绝jia的自动化体验。您实验室是否有赛默飞或万通的手动进样离子色谱仪呢？添加HT1501U可实现自动进样，提升检测能力和体验感。HTA以上四款仪器，可以将手动进样的仪器改进为自动进样方式，大大提高了数据的可靠性，同时也提升了实验室的工作效率和生产力，节约人工成本，并保护人员健康，HTA产品价格便宜，正值月旭科技年中促销，您不了解一下吗？

p　　中国的实验室自动化之整合，是一个大趋势，是自动化仪器发展到一个阶段所必然带来的结果。就好比汽车保有量的急剧上升，势必会有无人驾驶的需求。在这方面，国外已经走在很前面了，国内还刚开始不久，还需要理论总结和实际经验的结累。可喜的是，不少自动化厂家已经在尝试这一块，并有了实际操作的案例。/pp　　从理论上讲，只要每台仪器的物理端口都能输出可接收的信号，我们就能通过定制软件、输送带、机械臂、传感器、视觉系统等器件把所有的仪器链接起来，真正做到自动化操作，24X7小时无人值守。想象很美好，但事实上是否会如此顺畅呢?答案是否定的，其整合的难度和工作量远远超过我们一开始的想象。原因在于很多仪器都是进口的，而且是多国产品，要整合在一起，难上加难。/pp　　正因为有诸多困难，所以真正敢于尝试自动化整合的供应商还是不多的。因为耗时耗力，没有标准，难以预估实际的最终利润有多少。所以，鲜有人去做。可喜的是，strong上海润予生物医疗科技有限公司/strong跨出了这一步，得到了某三甲医院的认可。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/214305e0-4ca0-4830-91b3-4aceeec82a36.jpg" title="润予.png" alt="润予.png"//pp　　在帮客户做最初的设计时，我们是采用几台复合机器人来串联起整个实验室的自动化运输和取放物件。但最终采用的是固定机器臂+输送带+传感器+缓存平台+定制软件。strong原因有三：/strong/pp　　一、尊重医院领导的意见，采用了固定式机器臂。二、毕竟是机器臂，如果是移动的，来回摆动，会有一定的不安全性存在。三、相比复合机器人，固定式机器臂有固定电源，所以不需要充电桩 四、固定式+非标定制框架，融合了生化分析流水线，整个造型看上去浑然一体，既美观又实用。/pp　　strong但是，在整个实施过程中，遇到了数不清的问题，主要有三点。/strong/pp　　一、首先要确认整个方案需要连接哪些仪器和流水线?它们的信号源是否都开放?如果不开放，怎么实现仪器间的沟通?/pp　　二、工期多长?对这点，客户提出了很高的期望，要求我们以最快的速度完成此项工程。可以地球人都知道，慢工出细活啊!由于是实验室使用，不是工厂，我们完全是采用做精品工程的态度来对待，所以这就和客户的要求有矛盾了。需要去沟通，协调，解释。/pp　　三、预算和账期。预算的多少决定了你采用进口部件还是国产部件!账期的快慢影响到你的成本和毛利，也显示了你与客户的关系程度。/pp　　虽然困难重重，甚至于不赚钱，但这块市场不能总是让外资企业霸占，我们民族企业要崛起，要真正为中国的生化实验室自动化做出自己的一些贡献。这是我们的使命，也是我们努力的方向。欢迎有志之士来电共同探讨。/pp　　未完待续，后续更精彩!/pp style="text-align: right "strong　　作者： 朱晓喆 上海润予生物医疗科技有限公司 总经理/strong/p

2022年8月19日是第五个中国医师节，在这个特殊的日子里，广州市越秀区疾病预防控制中心与睿科集团携手举行了“自动化检验应用联合实验室”揭牌仪式暨技术交流会。广州市疾病预防控制中心理化检验部负责人彭荣飞，越秀区疾病预防控制中心副主任实验室技术负责人姚伯宁、理化检验科科主任谢承恩、理化检验科全体检验人员，睿科集团华南大区经理李维、市场部经理胡琳慧、应用工程师许诗婷，以及南方医科大学、广东药科大学、广东医科大学的实习生代表参加了揭牌仪式并开展了实验室技术交流。会议由广州市越秀区疾病预防控制中心理化检验科科主任谢承恩主持。此次联合实验室的成立，是睿科集团与越秀疾控携手探索多元化的新型合作模式。双方将以联合实验室为载体，聚焦关键核心技术领域，深化成果转化、人才培养、课题申报等多方面合作。打通前沿技术研发端与产业应用端通路，共同推进自动化检测新技术及解决方案的突破与应用。谢承恩科主任主持会议姚伯宁副主任致辞姚伯宁副主任代表越秀疾控对与会嘉宾的到来表示欢迎和感谢，并介绍了中心根据《广州市卫生健康委员会关于进一步加强疾控体系能力建设的通知》精神，建设广州市区域新发传染病和食源性疾病专项检验中心的阶段性成果。姚伯宁副主任表示联合实验室的建设，是中心有效利用社会资源，为实现疾病预防控制体系实验室检验检测能力提升目标，探索发展新模式、创新工作新机制，进一步拓展服务能力深度和广度的新举措。李维经理致辞李维经理介绍了睿科集团深耕自动化科学仪器设备的研发成果和发展方向，以及对联合实验室的展望。他表示“自动化检验应用联合实验室”的建立离不开越秀疾控对于检验工作的高度重视，睿科集团和越秀疾控在长期的合作研究中取得了一些数据成果和应用方面的经验，联合实验室的建立，是双方在自动化检测应用领域的深化合作与积极探索。彭荣飞主任致辞彭荣飞主任进行了技术指导，对“自动化检验应用联合实验室”建设表示祝贺，肯定了共建合作的创新性和前瞻性，祝愿双方的合作能为疾控体系能力建设早日产出成果。简洁而隆重的揭牌仪式后，参会嘉宾一起参观了实验室。其后，各方代表在实验室的多个功能间观摩了仪器设备操作演示，深入开展了检验检测技术交流。揭牌仪式与会嘉宾合影此次联合实验室揭牌暨技术交流会的顺利开展，既是双方推动协同创新和深化全面合作的具体实践，也是实现资源共享、优势互补的有益探索，有利于推动高层次复合型人才培养、高水平科技攻关、高质量科研成果培育。相信此次成立联合实验室必将结出更加丰硕的成果，实现双方共赢，助力健康中国！

10月13日下午，国内首家“微生物全面自动化示范实验室”在解放军总医院正式挂牌。来自解放军总医院以及合作方生物梅里埃公司大中华区代表共100余人出席揭牌仪式。　　揭牌仪式后，美国格拉迪医疗保健机构的微生物、免疫、分子诊断学主任王云峰教授、梅里埃全球产品经理MULATERO Florent分别作了题为《微生物检验技术对临床诊治的意义》、《微生物实验室全面自动化的现状及发展》的主题报告。

Eppendorf将于7月6日（周三）上午09：30-12：00为生命科学及临床医学基因组学研究的客户带来一次与Eppendorf自动化技术专家近距离交流的机会。来自Eppendorf德国总部的刘成博士——这位与全球领域的客户均有紧密合作的技术专家，将现场向大家介绍在高通量样品时代，如何借助自动化解决方案迎接当今热门研究领域所面临的考验。此次技术交流会将会涉及实验室自动化产品对于生命科学以及临床医学研究样品处理的积极影响，以及如何解决高通量样品处理带来的一系列挑战。本次会议将在上海举办，若您希望获得与Eppendorf专家面对面交流的机会，您可直接添加Eppendorf官方微信，与官方微信对话，留下您的姓名+电话+公司/部门+职位，Eppendorf销售代表将稍后联系您进行参会注册。同时，我们将对此次讲座活动进行网络在线直播，让您无论身处何方都能身临其境地体验到Eppendorf自动化产品的魅力。欢迎感兴趣的客户添加Eppendorf官方微信，进入菜单“微互动epMotion交流会”免费在线申请。Eppendorf中文官网：http://www.eppendorf.cnEppendorf官方微博：http://weibo.com/eppendorfchinaEppendorf官方微信：eppendorfchina 关于艾本德(Eppendorf)德国艾本德股份公司于1945年在德国汉堡成立，是一家全球领先的生物技术公司。产品包括移液器、分液器和离心机，以及微量离心管和移液吸头等耗材，此外还提供从事细胞显微操作的仪器和耗材、全自动移液系统、DNA扩增的全系列仪器。产品主要应用于科研、商业化的研发机构、生物技术公司以及其他从事相关生物研究的领域。2007年Eppendorf收购美国New Brunswick Scientific(NBS)公司，2012年收购德国DASGIP公司，拓展了其细胞培养领域的产品线。关于艾本德中国(Eppendorf China Ltd.)2003年Eppendorf在中国成立代表处，随后注册了艾本德（上海）国际贸易有限公司和艾本德中国有限公司，分别在北京、广州设立分公司，启动直销的经营模式，为中国客户提供更便捷的技术售后服务。目前全国雇员数量200多名，产品销售覆盖各大中型城市，是Eppendorf全球发展最快的子公司。

优化样品前处理自动化流程 提升实验室智能检测效率2022年9月21日，北京——安捷伦科技公司（纽约证交所：A）今日宣布与睿科集团(厦门)股份有限公司（下称：“睿科集团”）达成战略合作。依托安捷伦高性能的分析检测仪器与睿科集团的样品前处理自动化和智慧实验室解决方案，双方将优势互补，为客户提供从样品前处理到数据分析以及系统运营支持的一站式解决方案，助力实验室客户提升检测效率，降低运营成本。未来，双方还将从产品、应用、服务、渠道等方面建立全面的合作机制，旨在成为实验流程创新的强大驱动。此次合作借助安捷伦与睿科集团共创的实验室自动化产品技术与解决方案，成为双方在推进实验室智能化进程的里程碑。双方将结合实验室分析设备的使用场景，重点为食品、环境、法医和中药等行业的实验室客户提供端到端的解决方案。通过样品前处理自动化水平的提升，简化实验室工作流程，在提高运营效率的同时，降低样品前处理的人工成本与操作风险，进一步提升实验室的安全性与稳定性，促进中国实验室实现从劳动密集型到智能化的跨越式升级。安捷伦全球副总裁兼大中华区总经理陈亮表示：“安捷伦一直致力于通过持续创新和本土合作，不断为中国客户提供先进的实验室解决方案。安捷伦期待与睿科集团共同努力，最大限度地提升实验室的运营效率与可靠性，共同诠释未来无人实验室的发展方向和前景，推动中国实验室的智能化、自动化升级。” 睿科集团董事长林志杰表示：“睿科集团以提供检验检测行业效能提升的自动化、智能化实验室整体解决方案为目标。与安捷伦的合作使我们将样品前处理自动化的产品与安捷伦先进的分析技术整合，从而为客户提供从样品到结果输出的自动化、智能化解决方案。睿科将不断发挥实验室自动化的技术及经验，不断推陈出新，打造面向未来实验室自动化工作流的新解法。” 睿科集团在样品前处理自动化领域拥有十余年的研发经验。 目前，睿科已经建立单模块形式自动化、工作站形式自动化、机器人形式的三个层级的智慧实验室。睿科集团智慧实验室展厅中正在运行的睿科ISP 700多功能样品制备工作站与AGV移动机器人此外，睿科集团拥有35款自动化单机设备，3款多模块自动化工作站，包括ISP600、ISP650和ISP700工作站以及1套自动化多步骤前处理流水线设备。其中，食品中农药残留、兽药残留、中药中外源性污染物的样品前处理自动化工作站，可自动完成样品前处理的全部流程，将实验室的效率提升100%。同时，睿科集团的实验室样品有机前处理智能化平台可以用于实验室样品的自动化提取、净化、浓缩，包括加压流体萃取仪、全自动固相萃取仪、平行浓缩仪、氮吹浓缩仪等。在符合相关国家食品安全、生态环境、中药质量和法医等检测标准方法规定的前提下，能够满足不同用户的需求。

近期，随着年度大会的召开，“健康中国战略” 再次被公众聚焦。全力推进健康中国战略各项重点任务，需要推动医学科技创新，大力发展健康产业。同时，深化医工协同，加快实施优秀医疗设备遴选，研制推广数字化健康医疗智能设备等，打造核心竞争力强的医药工业。报告中强调，必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，可见科技创新日益成为国家多方面发展的重要支撑，是健康中国战略在新时代推动的重要抓手。推动健康中国战略离不开药物研发创新，而药物研发创新需要基础设施支持，因此面对医学科技创新的战略发展需要，作为医药研发的根据地，实验室必须跟上创新发展的步伐。实验室高通量、自动化将成为未来实验室工作模式的发展方向。紧跟健康中国，实验室自动化应运而生事实上，实验室自动化带来的效率提升已经给行业发展带来许多机遇。以 2020 年初爆发的新冠肺炎疫情为例，面对突然激增的检测样本数量，以及对样品检测效率和准确性的高要求，催生了大量的自动化药物研发及检测仪器设备和集成化的手段，例如高通量样品前处理平台、自动化物理检测系统等。由此看出，自动化设备已成为如今实验室场景中必不可少的 “装备” 之一。简化实验步骤、减少人工干预、实验结果精准可追溯……这些正是实验室自动化的必备要素。面对健康中国这个课题，力扬企业一直深耕药物研发及检测自动化，助力企业研发速度和质量双提升。以下列举一些应用自动化设备的例子让大家参考:【案例一】一家跨国药企在中国实现生产后，计划将其自动化方法直接从国外迁移至中国。为了满足法规要求，使用了SOTAX TPW全自动样品制备工作站。企业只需要利用工作站在国内实验室上调用原来的测定方法即可比较测试结果。同时，用户可以根据在样品制备过程中电子记录的每个步骤中产生的过程数据和定量数据，计算出真实的实验值，以尽可能降低误差。可见，自动化样品制备能够很好地实现不同实验室之间、不同厂区之间进行数据对比，这不仅能够大大节省研发的时间，还能够在全球范围内保证研发质量的可控性。【案例二】在国内某实验室，力扬曾为客户开发了片剂含量均匀性测试方案。该样品的特点是硬度大，制备成溶液后粘度大、过滤耗时。如果通过手工制备样品的方式工作，每天只能完成一批样品的制备任务。采用 SOTAX 自动化方法后，仪器可在一天内完成三批测试任务，大大提高了实验效率。在方法验证过程中，采用统计方法对手动和自动样品制备的结果进行了比较，结果相似。在重复性实验中，自动设备在不同时间制备的样品具有优异的再现性，成功实现了从手动样品制备到自动样品制备的转移。SOTAX AT50 革新科研实验室的创新代表之一在药品制备方面，除了可以引用自动化设备来解决手动操作的困难及速度，自动化的物理测试技术同样重要。以基本的片剂测试为例，外观性状、片重差异、硬度是片剂测试中最基础的测试，但也是最琐碎的，如果以人工或者半自动检测，很难保证检测效率。力扬引进的自动片剂测试系统 - SOTAX AT50，就能够通过全自动的操作很好地解决了这个问题。AT50 是一个简单高效的片剂测试设备，从分离、称重到测量的各个环节完全实现自动化，并快速测试重量、厚度、宽度、直径 / 长度及硬度，更可与压片机在线连接，实现 100% 无人值守的制程管控 (IPC)。SOTAX AT50 也是集合了智精简三大自动化要素的亮点产品代表，即以自动化智能操作减少人工干预，实现 100% 无人值守的制程管控 (IPC)；实验结果精准可追溯，受益于内置的数据完整性，数据管理软件联网并自动处理所有结果；简化实验步骤，大大提高质量控制和实验室制程管控 (IPC) 的测试效率。实验室自动化的不断推进只是健康中国在新时代中不断发展的一个缩影。现在，实验室自动化在国内各个行业仍在成长过程中，而欧美发达国家的实验室自动化已开始向智能形式机器人迈进。在未来，实验室仍将不断进化，助力医学创新，在建设健康中国的道路上，力扬愿携手各伙伴不忘初心砥砺前行。

近日，ChatGPT火爆全网。它是由人工智能研究实验室OpenAI于2022年11月发布的聊天机器人。上线仅两个月，活跃用户数便突破1亿。人工智能（AI, Artificial Intelligence）的发展引发了一系列思考和讨论。我们也忍不住畅想，分析实验室的未来和AI又有什么关系呢？安捷伦科技首席技术官Darlene Solomon博士于今年1月特别撰写了这篇分析实验室2050畅想的文章，其中就包括了关于AI在未来分析实验室中的应用。文章最后，Darlene Solomon博士更是提出了9条2050年分析实验室的蓝图。欢迎仔细阅读！原文由安捷伦科技首席技术官Darlene Solomon博士发表于分析科学家网The Analytical Lab of 2050: Automation and AI (theanalyticalscientist.com) 。此文为分析科学家网探索技术趋势如何改变分析实验室的新系列文章的第一部分。篇幅有限，略有删减。工业 4.0 是一种描述新技术如何为更高的效率、灵活性和连通性铺平道路的方式。这一概念主要应用于制造业和“第四次工业革命”，但它也适用于分析实验室。在这里，自动化、机器人技术和人工智能将改变实验室的运作方式。我们才刚刚开始走上这一道路，那么 2050 年的情况又会如何呢？分析实验室的AI和自动化技术现状首先，让我们退后一步，看看我们当下的情况。就成熟度而言，自动化和人工智能现在都处于相对早期的阶段——尤其是人工智能，目前还没有很好地集成到分析实验室中。自动化在实验室工作流程的大多数阶段更容易实现。但人工智能的应用，如深度学习和机器学习、智能机器人实验室助理以及增强现实和虚拟现实仍在不断涌现，尚未成为主流。未来，所有这些技术都将在帮助研究人员解释复杂数据和提高实验室整体生产力方面发挥变革性作用。虽然期望实验室在一夜之间完全实现自动化和数字化是不现实的，但我们也看到了其稳步的进展 – 分析实验室仪器、工作流程和服务随着每一代产品的更新而变得更加智能。人工智能和自动化技术的潜力当今实验室自动化的驱动目标主要是减少每个样本的手动操作时间来提高样本通量。自动化的重现性可以实现更小的样本量，这在样本量有限时至关重要——在临床和生命科学中这样的应用情况越来越多。随着多组学和精准医学等领域的兴起，单个样本的分析数量也呈上升趋势；这将继续降低每次分析所需的样本量。在下游，由人为操作引起的研究和实验室生产力瓶颈，将通过数据处理和解读的自动化来解决。随着机器人技术和自动化更易于使用、并能解决定义明确和重复的工作流组件，实验室的科学家们可以将更多时间花在其它（并且可能更有趣的）项目上。关于人工智能，我们将继续看到它的进步——无论是在科学方面还是在分析实验室的生产力/效率方面。AR 和 VR 作为虚拟工作环境的助推器已经开始出现在分析实验室中。这些方法提供了细胞和分子结构以及相互作用的 3D 可视化功能，如应用在生物制药治疗开发中；VR 还为协作科学洞察力提供了同步、交互式观看的机会。例如，在安捷伦，AR 方法在COVID大流行刚开始时得到了加速使用。现场支持团队用AR方法可以远程帮助客户成功地解决他们的仪器和工作流程故障。展望未来，人工智能和云不仅将加速高性能、高产率、安全和高效的全球实验室运营，还将促进全球伙伴关系和协作——无论是在公司内部还是在外部合作伙伴之间。在COVID 期间，这种远程数据共享更是十分关键。同样，大规模的实验室间数据共享和数据聚合可以支持更强大的机器/深度学习结果。在自动化和人工智能的背景下，液滴技术是另一个将改变分析实验室的趋势，尤其是在单细胞技术占据主导地位的情况下。 如今，塑料板、移液头和试管已经用于机器人样品工作流程；通过液滴形式可以消除大部分的塑料的使用。但这对数据规模、复杂性和计算能力也有重大影响：一次采集一个液滴的样本可能会产生数万个数据集！最后，一起使用人工智能、自动化和机器人技术的一个重要例子是合成生物学和细胞制造，通过它们重新对生物细胞编程以达到其有用性和实用性。合成生物学的核心是设计-构建-测试-学习循环。随着科学家和工程师希望通过理解和控制细胞通路和新陈代谢的动态，以优化细胞性能来实现我们的预期目的，该循环被反复进行了数千次。这种基于生物的合成和生产不仅可以在生物经济中用于开发新的和改进的产品，而且相比于传统的石化合成而言，可能开发出具有变革性可持续性的替代品。是什么在加速这些趋势？态度的改变正在加速这些趋势。我们都已经意识到远程访问和控制实验室中的自动化工作流程以及从家中的笔记本电脑获取实验数据的重要性。在全球性大流行病的刚开始的一年半中，这种远程访问尤其重要。现在它正式被实验室人员所期望，并将继续推动实验室的数字化转型。当不需要使用实验室基础设施时，混合和远程工作越来越普遍；自动化、信息技术和高级软件对于继续实现这一新现实至关重要。随着科学理解的加深，我们对更新层面的生命科学和生物学也寻求更深层面的了解，这更需要复杂的实验和数据的整合。这些推动了新测量方法、工具和技术的采用。单细胞组学、空间组学和时间相关的测量——如活细胞分析——都变得越来越普遍。这些数据集庞大而复杂，通常需要自动化的数据采集和分析过程，并且通常需要以新的方式进行整合和可视化以协助理解。另一个促成趋势是对分析仪器和测量人才的需求不断增加。界面更智能、更易于使用的仪器将需要更少的专家资源。在保持实验室生产力的同时，可以让高技能的科学家和技术人员腾出时间来处理其它优先事项。2050 年的分析实验室是怎么样的呢？这些趋势在未来几十年将如何发展，这个问题很难预测。但是，我希望在 2050 年之前会发生以下大部分情况：• 实验室将以数据和结果为导向，并以数字方式完全整合。完整、全面、可访问且安全的实验室数据将使实验室实现真正的数字化转型。• 实验室将拥有广泛的自动化、机器人系统和小型化，程控的端到端智能化和互相连接的仪器以及工作流程将完全集成到实验室生态系统中……使实验室工作人员能够专注于创新并获得更具有影响力的成果。• 实验室中的人工智能将被更多的标准化、接受和实施程度也会有很大提高；它将使测量数据解读的深度和广度更上一层楼，其中包括多维、多模态数据。• 结合自动化、机器人技术和人工智能的解决方案将拥有越来越精密的反馈环路，使自动化系统能够检测错误或非理想条件，并在无需用户干预的情况下进行实时纠正。• 样本追踪将是全面的，从样本采集点开始，一直持续到数据分析，跟踪和整合用于分析同一样本的多个工作流程。• 机器视觉技术、机器人助手和具有出色人类感知能力的直观协作机器人将自然而然地与我们互动，来协助我们的工作和研究，为实验室运营做出贡献，提高人类生产力，以及提高实验室危险流程的安全性。• 新技术将为塑料和一次性消耗品提供更具有成本效益、可持续的替代品。• 基于生物的合成和绿色化学将成为标准。除最专业的需求之外，实验室将使用可再生气体和溶剂来满足所有其它需求。• 分析仪器不会出现非计划外停机——分析行业将实现其净零目标。时间总是难以预测，但考虑到我们作为一个行业在可持续性和净零方面设定的目标，以及明显的实际利益，我们有理由感到乐观。对于如今认识到自动化、机器人技术和人工智能价值的公司来说，不知道从哪里开始。我的建议是从简单开始，解决一个你想解决的明确问题， 并联系行业供应商、同行和合作者，从他们的经验中学习。我们距离 2050 年还有很长的路要走，但工业 4.0 技术已经让分析实验室的生活变得更美好。致谢：特别感谢 Anya Tsalenko 和 Genevieve van-de-Bittner 进行的宝贵讨论

近日，ChatGPT火爆全网。它是由人工智能研究实验室OpenAI于2022年11月发布的聊天机器人。上线仅两个月，活跃用户数便突破1亿。人工智能（AI, Artificial Intelligence）的发展引发了一系列思考和讨论。我们也忍不住畅想，分析实验室的未来和AI又有什么关系呢？安捷伦科技首席技术官Darlene Solomon博士于今年1月特别撰写了这篇分析实验室2050畅想的文章，其中就包括了关于AI在未来分析实验室中的应用。文章最后，Darlene Solomon博士更是提出了9条2050年分析实验室的蓝图。欢迎仔细阅读！原文由安捷伦科技首席技术官Darlene Solomon博士发表于分析科学家网The Analytical Lab of 2050: Automation and AI (theanalyticalscientist.com) 。此文为分析科学家网探索技术趋势如何改变分析实验室的新系列文章的第一部分。篇幅有限，略有删减。工业 4.0 是一种描述新技术如何为更高的效率、灵活性和连通性铺平道路的方式。这一概念主要应用于制造业和“第四次工业革命”，但它也适用于分析实验室。在这里，自动化、机器人技术和人工智能将改变实验室的运作方式。我们才刚刚开始走上这一道路，那么 2050 年的情况又会如何呢？分析实验室的AI和自动化技术现状首先，让我们退后一步，看看我们当下的情况。就成熟度而言，自动化和人工智能现在都处于相对早期的阶段——尤其是人工智能，目前还没有很好地集成到分析实验室中。自动化在实验室工作流程的大多数阶段更容易实现。但人工智能的应用，如深度学习和机器学习、智能机器人实验室助理以及增强现实和虚拟现实仍在不断涌现，尚未成为主流。未来，所有这些技术都将在帮助研究人员解释复杂数据和提高实验室整体生产力方面发挥变革性作用。虽然期望实验室在一夜之间完全实现自动化和数字化是不现实的，但我们也看到了其稳步的进展 – 分析实验室仪器、工作流程和服务随着每一代产品的更新而变得更加智能。人工智能和自动化技术的潜力当今实验室自动化的驱动目标主要是减少每个样本的手动操作时间来提高样本通量。自动化的重现性可以实现更小的样本量，这在样本量有限时至关重要——在临床和生命科学中这样的应用情况越来越多。随着多组学和精准医学等领域的兴起，单个样本的分析数量也呈上升趋势；这将继续降低每次分析所需的样本量。在下游，由人为操作引起的研究和实验室生产力瓶颈，将通过数据处理和解读的自动化来解决。随着机器人技术和自动化更易于使用、并能解决定义明确和重复的工作流组件，实验室的科学家们可以将更多时间花在其它（并且可能更有趣的）项目上。关于人工智能，我们将继续看到它的进步——无论是在科学方面还是在分析实验室的生产力/效率方面。AR 和 VR 作为虚拟工作环境的助推器已经开始出现在分析实验室中。这些方法提供了细胞和分子结构以及相互作用的 3D 可视化功能，如应用在生物制药治疗开发中；VR 还为协作科学洞察力提供了同步、交互式观看的机会。例如，在安捷伦，AR 方法在COVID大流行刚开始时得到了加速使用。现场支持团队用AR方法可以远程帮助客户成功地解决他们的仪器和工作流程故障。展望未来，人工智能和云不仅将加速高性能、高产率、安全和高效的全球实验室运营，还将促进全球伙伴关系和协作——无论是在公司内部还是在外部合作伙伴之间。在COVID 期间，这种远程数据共享更是十分关键。同样，大规模的实验室间数据共享和数据聚合可以支持更强大的机器/深度学习结果。在自动化和人工智能的背景下，液滴技术是另一个将改变分析实验室的趋势，尤其是在单细胞技术占据主导地位的情况下。 如今，塑料板、移液头和试管已经用于机器人样品工作流程；通过液滴形式可以消除大部分的塑料的使用。但这对数据规模、复杂性和计算能力也有重大影响：一次采集一个液滴的样本可能会产生数万个数据集！最后，一起使用人工智能、自动化和机器人技术的一个重要例子是合成生物学和细胞制造，通过它们重新对生物细胞编程以达到其有用性和实用性。合成生物学的核心是设计-构建-测试-学习循环。随着科学家和工程师希望通过理解和控制细胞通路和新陈代谢的动态，以优化细胞性能来实现我们的预期目的，该循环被反复进行了数千次。这种基于生物的合成和生产不仅可以在生物经济中用于开发新的和改进的产品，而且相比于传统的石化合成而言，可能开发出具有变革性可持续性的替代品。是什么在加速这些趋势？态度的改变正在加速这些趋势。我们都已经意识到远程访问和控制实验室中的自动化工作流程以及从家中的笔记本电脑获取实验数据的重要性。在全球性大流行病的刚开始的一年半中，这种远程访问尤其重要。现在它正式被实验室人员所期望，并将继续推动实验室的数字化转型。当不需要使用实验室基础设施时，混合和远程工作越来越普遍；自动化、信息技术和高级软件对于继续实现这一新现实至关重要。随着科学理解的加深，我们对更新层面的生命科学和生物学也寻求更深层面的了解，这更需要复杂的实验和数据的整合。这些推动了新测量方法、工具和技术的采用。单细胞组学、空间组学和时间相关的测量——如活细胞分析——都变得越来越普遍。这些数据集庞大而复杂，通常需要自动化的数据采集和分析过程，并且通常需要以新的方式进行整合和可视化以协助理解。另一个促成趋势是对分析仪器和测量人才的需求不断增加。界面更智能、更易于使用的仪器将需要更少的专家资源。在保持实验室生产力的同时，可以让高技能的科学家和技术人员腾出时间来处理其它优先事项。2050 年的分析实验室是怎么样的呢这些趋势在未来几十年将如何发展，这个问题很难预测。但是，我希望在 2050 年之前会发生以下大部分情况：实验室将以数据和结果为导向，并以数字方式完全整合。完整、全面、可访问且安全的实验室数据将使实验室实现真正的数字化转型。实验室将拥有广泛的自动化、机器人系统和小型化，程控的端到端智能化和互相连接的仪器以及工作流程将完全集成到实验室生态系统中……使实验室工作人员能够专注于创新并获得更具有影响力的成果。实验室中的人工智能将被更多的标准化、接受和实施程度也会有很大提高；它将使测量数据解读的深度和广度更上一层楼，其中包括多维、多模态数据。结合自动化、机器人技术和人工智能的解决方案将拥有越来越精密的反馈环路，使自动化系统能够检测错误或非理想条件，并在无需用户干预的情况下进行实时纠正。样本追踪将是全面的，从样本采集点开始，一直持续到数据分析，跟踪和整合用于分析同一样本的多个工作流程。机器视觉技术、机器人助手和具有出色人类感知能力的直观协作机器人将自然而然地与我们互动，来协助我们的工作和研究，为实验室运营做出贡献，提高人类生产力，以及提高实验室危险流程的安全性。新技术将为塑料和一次性消耗品提供更具有成本效益、可持续的替代品。基于生物的合成和绿色化学将成为标准。除最专业的需求之外，实验室将使用可再生气体和溶剂来满足所有其它需求。分析仪器不会出现非计划外停机——分析行业将实现其净零目标。时间总是难以预测，但考虑到我们作为一个行业在可持续性和净零方面设定的目标，以及明显的实际利益，我们有理由感到乐观。对于如今认识到自动化、机器人技术和人工智能价值的公司来说，不知道从哪里开始。我的建议是从简单开始，解决一个你想解决的明确问题， 并联系行业供应商、同行和合作者，从他们的经验中学习。我们距离 2050 年还有很长的路要走，但工业 4.0 技术已经让分析实验室的生活变得更美好。

2023 年 11 月 29 日，Nature 在线发表了加州大学伯克利分校 Gerbrand Ceder 和劳伦斯伯克利国家实验室 Yan Zeng 课题组的研究论文，题目为《An autonomous laboratory for the accelerated synthesis of novel materials》。在此研究中，为了缩小新材料的计算筛选和实验实现之间的差距，作者引入了 A-Lab，这是一个用于无机粉末固态合成的自主实验室。该平台使用计算、文献中的历史数据、机器学习（ML）和主动学习来规划和解释使用机器人进行的实验结果。在 17 天的连续运行中，A-Lab 从一组 58 种目标中实现了 41 种新的化合物，包括各种氧化物和磷酸盐，这些化合物是通过使用 Materials Project 和 Google DeepMind 的大规模从头算相稳定数据鉴定的。合成配方是由在文献上训练的自然语言模型提出的，并使用基于热力学的主动学习方法进行优化。对合成失败的分析为改进现有材料筛选和合成设计技术提供了直接可行的建议。高成功率证明了人工智能驱动平台在自主材料发现方面的有效性，并推动了计算、历史知识和机器人技术的进一步集成。（文章摘要）A-Lab 的成功为未来实验室提供了一个新模式：将人工智能和机器人技术相结合。这种模式不仅提高了新材料的发现速度，还能为研究人员提供有关材料合成可能性的宝贵数据库。在智能化的实验室中，机器人帮助研究人员做大量的数据检索、实验预测和验证工作，研究人员能够更高效地进行实验设计和关键数据分析，大幅缩短研究周期。未来，人工智能和机器人技术的结合将更加紧密，“AI + Automation” 的自动化实验室将在各个科学领域中涌现，赋能各行业高质量发展。AI+Automation 加速新材料研发成功的经验往往是相似的，晶泰科技的智慧实验室一站式建设服务和 A-Lab 工作的底层逻辑有着异曲同工之妙。人工智能、机器人技术相结合的实验模式已被广泛接受和形成共识，在新材料领域，这些 “高大上” 的技术能帮我们解决什么问题呢？让我们一起来感受下 “AI+Automation” 带来的实验模式的改变。“机器人”改变材料合成的方式新材料的研发非常困难。传统材料实验方法基本是以经验、理论为基础的 “试错法”。其过程为：基于理论知识或经验→预测目标材料化学成分、物理状态→目标材料配比→制备→分析性能表征→根据结果调整配比→获得满足需求的材料。可见，新材料发现、开发和应用依赖经验和反复试错，具有不可预知的偶发性，时间和经济成本不可控。从发明到应用极其缓慢，制约了技术与产业的发展。随着人工智能和自动化技术的发展，传统 “试错” 的材料研发模式正逐步转变为 “AI+Automation” 的高通量精准研发模式。晶泰科技成立以来，一直专注在为药物研发做新分子的设计、合成及测试，但我们的底层技术迁移性很强，归根结底，我们是在设计新的功能材料。自 2022 年晶泰科技对外公布实验室自动化业务以来，我们的 “底层技术储备” 已在自动化化学合成等场景中成熟应用。● 自动化固体加样技术新材料研发过程中，“目标材料的配比” 需要大量的 “固体投料称量” 操作，自动化固体投料技术一直是实验室自动化技术中的一大挑战。晶泰科技自主研发的全自动智能加粉模块， 根据客户不同需求， 覆盖吸潮结块、较大颗粒、蓬松、静电、有粘性流动性差等各种复杂性质粉末的投料，投料体积范围：1mg-20g 投料的分辨率达到 0.1mg。● 适用于化学的精密移液技术“液体投料” 也是新材料合成环节中的常见操作，晶泰科技自研出不同种类的精密定量移液，优质特种工程材料应用，解决化学合成加液过程中耐腐蚀的问题， 通过机器人系统的智能力反馈及压力探测技术，使得移液具有更高的移液精度及更小的试剂残留量；5ML 的大体积的空气置换移液泵（ADP）极大的提高了液体转移效率；多通道的的针泵模块实现了大体积的液体持续转移。● 功能模块集成&仪器设备串联技术高通量反应及过程监测： 晶泰科技自研出多种全自动控温磁力搅拌模块，将其温控与磁力搅拌一体化， 温控采用多加热及制冷技术实现温控范：-20℃-150℃；每个模块都有独立的控制及通讯功能，在整个反应过程实现温度及转速远程设置和过程实时监测。柔性拓展能力: 晶泰科技根据客户不同的应用场景， 采用不同的机器人系统做不同规模的自动化集成， 站内的六轴机器人系统及四轴机器人系统可以完成设备内部或者工作岛的多种模块的自动化模块集成 。可移动协作机器人系统（机器人+MIR 小车）及协作机器人+地轨系统可以完成大规模多个设备（工站）的实验室自动化系统。AI帮助探索更广阔的化学空间在当前云计算已经非常成熟的情况下，算力已经不再是一个问题。然而，材料合成仍然受到合成路径复杂度和缺乏数据集等因素的限制，目前尚未有清晰的化学合成路径预测机制。突破这个瓶颈的关键是拥有 “数量足够多、质量足够好” 的数据，以支持 AI 模型的深度学习和迭代算法，这是我们可以摘到材料研究 “高悬果实” 的云梯。那AI技术可以帮助新材料研究做什么呢？以晶泰科技为客户提供的 ”自动化功能材料研发实验室” 为例，我们使用高精度的计算模拟方法，对材料的性质进行预测，并使用大量模拟数据构建基础的 AI 模型，结合真实的实验数据得到精修的 AI 模型，以此实现预期性质材料的智能设计。而后自动化工作站对材料进行合成与表征，收集的数据进一步优化模型，从而加速设计、合成、分析、测试 DMTA 循环，这也是加速新材料发现的技术逻辑。晶泰科技智慧实验室一站式服务晶泰科技将预测算法与实验相结合，充分发挥大规模云计算为基础的数据及服务平台的优势，构建了智能化和自动化程度都显著提高的 “高通量多实验” 自动化实验室集群平台。晶泰科技可提供包含自动化设备采购与特定应用自动化机器人定制开发、数字化与智能化软件系统以及 实验室升级改造的一站式服务。晶泰科技的实验室智能化自动化解决方案，应用于石油化工、新能源、新材料、生物医药等行业。我们提供的自动化产品与服务包含：智慧实验室一站式建设服务、机器人工作站等，已为客户落地构建了药物研发智慧实验室、催化剂研究智慧实验室、无机材料研究智慧实验室以及电解液配方研究智慧实验室等，特定自动化应用场景的机器人工作站包含 XmartChem 智能合成工作站、XtalComplete 智能结晶工作站、ChemPlus 桌面型固体加样仪。

力合科技(湖南)股份有限公司近日推出水质检测自动化实验室解决方案，针对传统实验室水质分析设备自动化程度低、监测参数单一化程度低，传统应急监测设备很多时候难以快速响应而且在平时的检测工作又很少用到等问题，推出自动化实验室水质检测解决方案，核心为模块化、自动化、小型化的仪器设备，即可用于实验室常规水质分析，也可以用于环境突发性污染事故应急监测和污染源现场巡检等。　　在2013年12月2日至12月4日的“2013中国水博览会暨中国国际膜与水处理技术及装备展览会”上，力合公司展出了这一系列新产品。　　和以往的仪器产品相比，力合这一系列新产品实现了模块化和小型化，可以更容易的配置在实验室中，也可以通过车载等形式携带到现场进行水质检测。自动进样器和自动化分析仪结合可以实现实验室样品的自动化检测，自动进样器可与单台或多台水质分析仪联机使用。该系统还可搭配智能化的便携式数据采集传输仪，实现样品信息的数字化采集和传输。

8月6日，恰值第四届“三菱电机自动化杯”大学生技能应用大赛在天津大学举办，天津大学副校长冯亚青教授与三菱电机自动化(中国)有限公司董事长富泽克行先生共同为“天津大学——三菱电机自动化实验室”揭幕。　　自2007年10月起，天津大学与三菱电机开始商洽实验室的合作项目。整个实验室从最初的双方接洽，场地选定，产品购买，到整体方案的反复斟酌筹备，双方共同经历三年多的努力，最后呈现在我们眼前的是一座完整的模拟啤酒生产厂实际生产过程的“自动化工程训练与研究创新综合实验室”。　　该实验室由三菱电机自动化(中国)有限公司，向天津大学自动化学院捐赠包括PLC、运动控制器、伺服系统、控制网络系统、人机界面、六自由度机器人等共计200多万元的设备，为此自动化学院在新落成的教学楼启用了近400平方米的实验室，构建了一条由三层网络控制(包括运动控制系统、过程控制系统、无线网络控制系统)的高度模拟工程实际的啤酒工业生产线。　　该实验室可容纳50—60名的本科生研究生同时进行综合实验、课程设计、工程训练、毕业设计等实践性活动。教学内容可涵盖多门课程及学科领域,如过程控制系统、运动控制系统、计算机控制系统、自动检测与传感技术、可编程控制技术、计算机与网络技术等等。

6月9日，陕西省教育厅组织专家组对陕西理工学院工业自动化省级重点实验室承担的3个项目进行了评审验收。评审验收委员会由杨晓研、伍永平、吴克刚、赵忠琪、官宏杰、王曹荣、黄新民7人组成。参加此次评审并通过验收的项目是“岩洞探险可视化通信系统研制”、“少齿数齿轮传动的设计与试验研究”、“大滞后/非线性多变量控制系统的研究”。　　专家委员会在听取各项目组工作报告、技术报告、效益分析报告的基础上，通过查阅技术档案和提问、现场考察等方式，对项目建设与完成的具体情况进行了检查验收。陕西理工学院院长、工业自动化省级重点实验室主任何宁教授向省教育厅及专家组介绍了工业自动化重点实验室近年来的建设发展情况和今后为社会发展服务的工作思路。　　陕西省教育厅科技处副处长杨晓研在总结发言时指出，重点实验室是重要的科研平台，是申报与完成重大科研攻关项目的重要基地，他对陕西理工学院工业自动化重点实验室制定的新的发展思路和整体规划给予了充分肯定，对该重点实验室为当地经济社会发展所做出的贡献给予高度评价。

仪器信息网讯2023 年9月6-8日，第二十届北京分析测试学术报告会暨展览会(简称BCEIA2023)在北京中国国际展览中心（顺义馆）召开。6日下午，由北京橙达仪器有限公司（以下简称“橙达仪器”）举办的制备色谱解决方案研讨会 畅想“关灯实验室”自动化BCEIA用户交流会正式开讲，邀请了多位色谱领域资深专家共同畅聊“关灯实验室”的未来。 现场照片橙达仪器销售总监 赵丽敏研讨会伊始，赵丽敏向大家介绍橙达仪器以及本次活动流程。赵丽敏表示，橙达仪器成立于2017年，是一家立意于致力高端新型制备液相色谱及相关产品，集研究开发、设计制造和销售服务于一体的专业仪器设备高新技术企业。本次活动邀请高级课题组长孔维佳、制药行业色谱专家袁洞安博士、橙达仪器研发总监文大为博士、北京大学分析测试中心高级工程师聂洪港博士、橙达仪器市场经理杨滨伊为大家分享精彩的学术报告。报告人：高级课题组长 孔维佳报告题目：二维制备液相的设计及应用二维液相色谱是针对化合物中痕量组分的测定或含有化学性质相似的组分，需要进行二次纯化的一款分离系统将分离机制不同又相互独立的两根色谱柱串联起来构成的分离系统。二维制备液相能够应用在各种不同的领域，如制药、天然产物的研究和食品分析等。孔维佳向大家介绍了多个二维制备液相的使用案例，详细的分享了从仪器使用到方法建立中所遇到的问题及应对方法。报告人：制药行业色谱专家 袁洞安博士报告题目：难分化合物的精细分离 高效液相制备色谱进阶策略天然药物成分复杂，包括从无机物到有机物，从极性到非极性，从小分子到生物大分子的各种成分，预处理费时费力，操作困难。袁洞安指出，难分离化合物的制备，比分析规格的分离检测远为困难；对难分化合物的精细分离，决定分离科学家的存在价值。袁洞安针对同类化合物结构及化学性质高度类似、需要获取和主要成分保留接近的微量/痕量组分、复杂混合体系中微量成分的纯化分享了的常用分离策略。报告人：橙达仪器研发总监 文大为报告题目：模块化的BRIX制备平台和针对应用流程的定制开发文大为向大家详细介绍了橙达仪器BRIX制备平台，BRIX双柱模拟无限长色谱柱配置方案是针对难分离化合物的解决方案。对于有不同制备量需求的用户，橙达仪器特配备了制备系统配置、半制备系统配置、中试级别的扩展配置方案。且当所需分离化合物未达到相应难度时，亦可作为标准高压制备色谱系统使用，真正意义上实现了一体两用。同时，针对经费紧张或实验室空间有限的客户而言，橙达仪器的新品Orienda ELF（最简过柱机）为这些科学家提供了极大地便利，实现“过柱机自由”，大大提高分离效率。报告人：北京大学分析测试中心高级工程师 聂洪港报告题目：化学家的乐高积木:液相环境优化(LEO)装置平台聂洪港向大家介绍了液相环境优化(LEO)装置平台。，并分享了高聚物复合溶剂精准比例优化、液质离子化条件的深度优化、DESI溶剂优化、流动反应装置的搭建等多个优化方案。他表示，LEO作为一个开元的平台，可以为科学家在液体环境优化方面提供极大地便利。他也相信LEO将给化学家们实现更多创意！报告人：橙达仪器市场经理 杨滨伊报告题目：功能强大的Tangram制备色谱系统及其衍生系统杨滨伊介绍了功能强大的Tangram制备色谱系统及其衍生系统，Tangram软件最大的特点便是便捷性和易用性，并且软件还拥有进阶功能和自动化适配、整体封装和ODM分支等特点。针对不同的使用群体及使用场景，Tangram可以表现出多种形式，从而适配使用者对软件的要求。在此次活动中橙达仪器推出了新品最简过柱机（ELF）——极致纤巧，用最简配置轻松满足日常过柱需求。随着科技的不断进步和社会需求的不断增长，实验室技术将发生巨大的变革。未来实验室将向高度自动化、数字化和智能化发展，将为科学研究和产业应用带来更高效、更可靠、更精准的实验结果。橙达仪器将继续潜心于分离科学和模块化集成开发；以创新为发展基础，以自动化为核心，不断定义适应实验室未来生产流程的自动化产品，成为具有国际水平的化学仪器公司。 关于橙达仪器北京橙达仪器有限公司成立于2017年12月8日，聚焦液相色谱和流体输送/控制系统的自动化，为各种制备、检测和样品前处理需求提供完整解决方案。现已开拓多种类原研自动化设备和解决方案，在业内形成了品牌效应。是一家集研究开发、设计制造和销售服务于一体的专业仪器设备高新技术企业。橙达仪器基于对应用流程的深度理解，致力于改善用户体验并不断提高自动化程度，摆脱国产仪器低端形象。产品包括BRIX和MEGA制备色谱平台，已向用户提供成熟的质谱联用系统、循环上样自动化、多维色谱订制等高附加值方案；并有多种专用于制备自动化的自动进样装置、辅助泵、自动阀切换装置以满足用户的制备需求。简洁易用、功能灵活、适用于制备色谱的Tangram软件及衍生版，方便制备应用和自动化流程的建立。橙达仪器基于强大的设计和应用实力，接受特定行业和流程的委托开发与合作开发业务，开发高附加值专利产品。橙达仪器与中国石油石油化工研究院合作开发的全自动重油四组分分析仪，做为全新的解决方案，重新定义了国标甚至ASTM/ISO全球标准。技术为世界首创，成为分析仪器行业真正的中国创造。橙达仪器为北京大学定向开发的涉毒污水便携自动前处理装置，已用于公安/法医等专门领域。目前还有若干在研项目处于不同开发阶段。橙达仪器还提供可靠的高压和中压液相色谱输液泵、液相色谱紫外/可见光检测器、自动馏份收集器和收集阀、色谱工作站等产品，广泛应用于液相色谱、离子色谱、制备液相色谱和医药化工等生产制造领域。橙达仪器将坚持匠心精神，探索分析仪器的的高峰，提供更加先进的产品，更加满意的服务，更为完善的行业整体解决方案北京橙达仪器有限公司成立于2017年12月8日，简称“橙达仪器”，位于北京中关村科技园区昌平园，立意于致力高端新型液相色谱及相关产品，集研究开发、设计制造和销售服务于一体的专业仪器设备高新技术企业。　　 橙达仪器是由一批毕业于中国科学院、北京大学、清华大学、北京航空航天大学、四川大学等国内知名科研院校的专业技术人员建立，管理和研发团队由多位资深博士和硕士领军，技术团队由多名分析学家、光机电工程师组成，拥有高级管理和专业技术背景，拥有行业领先的专业技术；瞄准国际前沿，不断引进国内外先进技术，消化吸收再创新，结合橙达仪器所拥有的行业领先技术，逐步发展成具有橙达仪器特色的产品研究开发、精益制造、综合服务体系和客户解决方案的技术和运营模式。