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#Tendances produits
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La biotechnologie Prochain-GEN conduit des avances d'équipement
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Le futur tient d'énormes occasions pour le développement de nouveaux dispositifs, équipement, systèmes et applications biotechnologie-basés.
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La biotechnologie est définie en tant que techniques biologiques appliquées à la recherche et au développement de produit. Beaucoup de cette recherche est recherche fondamentale et une grande partie est définie en tant que permettre des technologies avec de nombreuses applications dans l'industrie. La biotechnologie est devenue le principal composant dans l'industrie des sciences de la vie, avec des découvertes biotechnologiques conduisant maintenant le développement de nouvelles pharmaceutiques, produits agricoles et processus, techniques et procédures médicales, technologies environnementales et produits de combustible organique. Dans le dernier rapport annuel annuel de Burrill sur l'industrie globale des sciences de la vie, ils se réfèrent correctement à la biotechnologie comme queue remuant le chien. L'industrie biotechnologique est passée par un certain nombre d'hauts et bas au cours des 30 dernières années avec tout sauf deux compagnies ? Amgen et Genentech ? uniformément brûlant par leurs investisseurs ? fonds.
Le tournant était le Projet génome humain (HGP) dans la fin des années 1990 et l'early-2000s qui ont développé les technologies de préparation d'ordonnancement, d'analyse, de logiciel et témoin qui ont été essentielles en établissant la propriété intellectuelle de ces compagnies de démarrage dans les conducteurs industriels qu'elles sont maintenant. _ biotechnologique compagnie comme Genentech (maintenant posséder par pharma géant Roche), Gilead science, Celgene et Amgen maintenant nain traditionnel entreprise pharmaceutique (qui jusque environ cinq année il y a être le de corporation sciences de la vie géant) en termes de global de corporation valeur.
Les avances étant faites dans la biotechnologie vont bien au-delà de la recherche juste de drogue de découverte et de développement effectuée aux compagnies biopharmaceutical. L'information en temps réel étant gagnée de ces avances de recherches permettra à des personnes de surveiller leurs états biologiques changeants, leur permettant d'empêcher les maladies aux parties bien.
Plus tôt cette année, Illumina, San Diego, Californie, a annoncé que ses produits pourraient maintenant ordonnancer un génome humain individuel pour moins de $1.000 ? une cible de percée qui inclut le coût de produits chimiques, de préparation, de travail et d'expensing le coût du système de compteur séquentiel. Ce coût compare aux $2.7 milliards que le HGP a eu besoin du génome humain de l'ordre un en 2001 et les $350.000 ont estimé le coût qu'il avait évolué à d'ici 2008.
? Illumina ? le système Dix de s HiSeq X devrait nous donner la capacité d'analyser l'information genomic complète des populations énormes témoin ? dit Eric Lander, un professeur de biologie au MIT et directeur du large institut, Cambridge, Massachusetts ? Au cours des prochaines années, nous avons l'occasion d'apprendre autant au sujet de la génétique de la maladie humaine que nous avons appris dans l'histoire de la médecine. ? (Lander était un principal dans le groupe publiquement placé du HGP, il était le premier auteur énuméré dans l'article édité en nature).
Le système d'Illumina a la capacité de fournir des dizaines de milliers d'échantillons annuellement utilisant un système qui analyse les nucléotides fluorescent marqués permis par une chimie plus rapide et un nouveau systeme optique. En conséquence, le système peut des cellules de débitmètre d'ordre de processus 10 systèmes que précédents de périodes plus rapidement. Tandis que des unités initiales de ces systèmes seulement sont employées aux centres à niveau élevé de recherches, comme le large institut, la compagnie dit que les unités commerciales ? trop lointains au loin, car les coûts ne regardent-ils pas continuent à descendre. ? Les systèmes initiaux sont employés pour établir les bases de données genomic pour l'usage dans des applications de recherches médicales et de soins de santé.
Le laboratoire biotechnologique
Si vous entrez dans un laboratoire biotechnologique typique, avez-vous probablement gagné ? notification de t trop de différences visuelles d'un autre type de laboratoire générique de recherches (vous assumant mettez ? promenade de t dans la partie de ordonnancement du laboratoire). Comme remarquable dans le diagramme à la prochaine page, les deux articles principaux utilisés dans le laboratoire biotechnologique moderne incluent des produits chimiques et des réactifs (69%) et des centrifugeuses (65%). Naturellement, ces produits chimiques et réactifs incluent les kits avancés avec l'IP développé au cours des 10 dernières années qui permettent aux chercheurs biotechnologiques de faire leurs découvertes de percée. L'autre haut-emploient des dispositifs ? centrifugeuses, congélateurs et réfrigérateurs, incubateurs et circuits de refroidissement purs de laboratoire ? sont employés dans les procédures de préparation pour traiter les échantillons biologiques (liquides corporels, échantillons environnementaux, drogues potentielles et d'autres composants biologiques).
Également notés dans l'équipement biotechnologique utilisé dans le diagramme de laboratoire (préparé à partir des données d'enquête de lecteur rassemblées récemment par les rédacteurs de l'équipement de laboratoire) est des systèmes et les microscopes de formation image (choisis de 47% des lecteurs). La technologie dans ces systèmes a vu des avances dramatiques au-dessus de ces dernières années, fournissant aux chercheurs biotechnologiques la nouvelle information de biosciences et les possibilités qui étaient précédemment indisponibles.
PerkinElmer, Waltham, Massachusetts, par exemple, a récemment annoncé qu'elle partnered avec des biosciences de Sofie, ville de Culver, Californie, pour développer et commercialiser la tomographie d'émission de positron préclinique (ANIMAL FAMILIER) ? Rayon X et systèmes à trois dimensions de formation image de la tomographie calculée (CT). La formation image d'ANIMAL FAMILIER est un outil préclinique utilisé pour comprendre la biologie de la maladie, l'impact biologique des drogues et la traduction clinique, souvent sur les modèles animaux. Ces systèmes de formation image de benchtop fournissent fortement - des analyses biologiques sensibles et quantitatives pour l'oncologie, l'immunologie, la cardiologie de neurobiologie et les applications de pharmacologie. Ils sont complémentaires à PerkinElmer ? lignes de s de formation image optique, microCT et divers réactifs et sondes de formation image.
Les deux compagnies ont également annoncé le développement d'un nouveau système de translation de formation image ? le petit système animal de formation image de G8 PET/CT ? ce qui intègre l'ANIMAL FAMILIER et le CT dans un système innovateur de benchtop qui permet des déroulements des opérations précliniques pour des biologistes, des biochimistes et des pharmacologues. PerkinElmer lance déjà son système multimodal de formation image de G4 PET/X-ray qui entoure des animaux d'essai avec les détecteurs de panneau qui permettent des chercheurs aux traces d'image de sondes fluorescentes. Ces systèmes de haut-sensibilité traduisent en plus petite dose 10x à l'animal et au chercheur de même. PerkinElmer ? le système multimodal de formation image de s G8 PET/CT intègre l'ANIMAL FAMILIER avec un module de balayage de haute qualité, de secondaire-minute de microCT pour produire des images de qualité et des données quantitatives.
L'intégration de ces nouveaux systèmes de formation image dans le laboratoire biotechnologique moderne soutient le développement et l'exécution des laboratoires de translation modernes de recherches qui apportent la recherche clinique et le laboratoire médical au chevet des patients, de ce fait plus loin accélérant l'analyse, l'arrangement et le traitement des maladies.
Un certain nombre de systèmes biotechnologiques marginaux d'équipement ont évalué bas sur leur utilisation globale dans le laboratoire biotechnologique moderne dû la plupart du temps du fait qui ils ? pas encore employés couramment re ou ce leurs coûts (achat et opération) sont souvent au delà de la gamme de beaucoup de laboratoires traditionnels. Ceci inclut laboratoire-sur-un des systèmes de morceau (choisis seulement de 9% des répondants de lecteur d'aperçu), des systèmes de rayon X (9%), des systèmes de cellules de tige (8%), des biodétecteurs (17%) et des systèmes dynamiques de dispersion de la lumière (10%). Ceci n'implique pas que ces systèmes sont non considérés ou sans importance. En fait, il ? s juste l'opposé ? ils ont de futurs taux de croissance substantiels de technologie. En attendant, les chercheurs se servent d'exister, de systèmes établis pour leur analyse et de travail de préparation témoin.
Dispositifs biotechnologiques d'équipement
Les dispositifs les plus importants de l'équipement dans un laboratoire biotechnologique, selon notre enquête récente de lecteur d'équipement de laboratoire, incluent l'exactitude (choisie de 73% des lecteurs), la facilité d'utilisation (61%) et les coûts (59% pour l'opération et 58% pour le coût d'achat initial d'équipement). La deuxième rangée des critères de sélection inclut la sensibilité (50%), la résolution (43%) et la flexibilité (35%). La troisième rangée inclut la sortie et la vitesse (28% pour chacun), le logiciel (26%), les besoins de formation (25%) et la taille globale d'équipement (24%). L'utilisation, la perte et l'efficacité énergétique/utilisation dissolvantes ne sont pas considérées les dispositifs importants (négatifs ou positifs) pour ces choix d'équipement.
Ces résultats d'aperçu sont compatibles aux résultats des aperçus semblables exécutés par les rédacteurs de l'équipement de laboratoire au cours des quatre dernières années, excepté que dans quelques aperçus durabilité-focalisés, l'efficacité énergétique/utilisation sont rangées légèrement plus haut, mais pas en principale position dans ces aperçus l'un ou l'autre.
Accélérateurs informatiques
Comme dans la plupart des domaines de recherche, les améliorations continues de la puissance de traitement par ordinateur, des capacités de mémoire plus peu coûteuses et des systèmes logiciels plus efficaces ont été les composants critiques et intégraux dans les avances globales vues dans le développement des systèmes biotechnologiques de recherches.
Chercheurs à l'institut médical de Howard Hughes ? le campus de recherches de ferme de s (HHMI) Janelia, Ashburn, Va., par exemple, ont développé récemment une nouvelle méthode informatique pour dépister rapidement les mouvements à trois dimensions complexes et donnée-riches des cellules dans des images de microscope de fluorescence, fournissant une méthodologie automatisée qui dévie le processus long de reconstruire un animal ? cellule-par-cellule développementale de plan de bâtiment de s.
? Nous avons voulu reconstruire le plan élémentaire de bâtiment des animaux, dépistant chaque cellule du développement très précoce jusqu'aux étapes tardives, de sorte que nous sachions tout qui s'est produit en termes de mouvement de cellules et division cellulaire ? dit Phillipp Keller, un chef de groupe chez Janelia. ? En particulier, nous voulons comprendre comment le système nerveux forme. Finalement, nous voudrions rassembler l'histoire développementale de chaque cellule dans le système nerveux et lier cette information à la cellule ? fonction de finale de s. À cette fin, nous devons pouvoir suivre différentes cellules à grande échelle et sur une longue période. ?
Ce schéma de cheminement est à usage intensif de données et complexe parce que les cellules dans un embryon se développant ont différents formes et comportements et peuvent être en masse emballées, le rendant difficile pour qu'un ordinateur identifie et de dépiste différentes cellules. Variations du microscope ? la qualité d'image de s autre a compliqué les analyses. Keller a abordé ce problème en créant une routine d'analyse de faisceau qui a dépisté les cellules sur une base d'armature-par-armature. Pour des analyses plus complexes, le système informatique a utilisé des techniques calculer-intensives pour évaluer des images au-dessus de plusieurs armatures, toutes les deux vers l'arrière et les expédie.
Les applications informatiques dans la recherche biotechnologique sont tout au sujet de la gestion et de l'analyse de grands ensembles de données. Même le cheminement des échantillons peut devenir provocant quand le volume devient massif. Le Bioband institutionnel de Lausanne (BIL), Suisse, par exemple, a été créé pour soutenir la recherche clinique, ou plus spécifiquement, recherche de génomique. Après l'ordonnancement d'ADN de tous les échantillons patients locaux dans le biobank, BIL vise à exploiter les données genomic et cliniques pour des projets de recherche spécifiques. Ces données seront employées pour comprendre mieux la maladie, de meilleurs individus de cible qui réagissent au traitement (médecine personnalisée) et identifient les patients qui consentent pour participer à de futurs tests cliniques. La collection de BIL de plus de 300.000 échantillons humains est basée sur cinq ans de travaux préparatoires. BIL a utilisé micronique, Aston, les tubes PA., 2-D-coded pour l'entreposage à long terme des échantillons patients de sang, de sérum et de plasma à -80 C. Un 2-D code laser-gravé à l'eau-forte unique sur le fond de chaque tube fournit des moyens non ambigus faciles de stocker, d'analyser, d'identifier et de corréler des données d'une base de données sur chaque échantillon.
Occasions biotechnologiques naissantes
Une fois demandés dans l'enquête de lecteur d'équipement de laboratoire d'identifier les occasions biotechnologiques naissantes de recherches qu'ils comptent voir ou poursuivre au cours des plusieurs années à venir, les chercheurs ont indiqué un certain nombre de secteurs des études courantes de recherches :
? Exploration de l'interface neuroelectronic, l'accouplement de la structuration neuronale charger-guidée à la puce ? MW, Oceanside, Californie.
? Une plus grande technologie de l'information permettant la rétroaction en temps réel dans des études biologiques ? JA, Carmel, Ind.
? Foyer accru sur la recherche de biomarker pour la détection et l'identification des cancers et de la maladie ? TL, Los Angeles, Californie.
? Fortement - analyses sensibles de Tropinin, analyses de la vitamine D et technologies moléculaires ? Picoseconde, Stockton, Californie.
? Prochain-GEN ordonnançant sur des spécimens du tissu laser-microdissected ? JK, Buffalo, N.Y.
? Xenotransplantation ? JS, Louisville, KY.
? Détection rapide des micro-organismes de cible dans les échantillons environnementaux ? FS, plantation de Buffalo, Illinois.
? Des tapotements beaucoup plus rapides (technologies analytiques de processus), plus d'automation et de technologies à utiliser une seule fois : tous avec des vitesses plus rapides ? AG, Pays Bas
? RMN des complexes de protéine-ligand ? JN, Indianapolis, Ind.
? Matrices d'acide hyaluronique de Bioengineered ? MF, Spartanburg, S.C.
? Expansion de travail de banc au lit d'hôpital (recherche de translation) ? OR, Costa Mesa, Californie.
? Analyseurs d'azote/protéine ? PS, Kansas City, Kan.
? Flux et commande métaboliques de voie ? GH, pullman, Washington.
? formation image et analyse Microfluidics-basées de sang ? JS, ruisseau pierreux, N.Y.
? metabolomics de Haut-sortie ? RI, Hershey, PA.
? cellules imprimées à trois dimensions ? JJ, Baltimore, DM.
Le dernier article dans cette liste impliquant l'impression à trois dimensions réfléchit sur une annonce récente par des chercheurs l'université de Drexel, à la Philadelphie, et l'université de Tsinghua, Chine, au sujet de leur création d'un modèle à trois dimensions d'une tumeur cancéreuse utilisant un imprimeur à trois dimensions. Le modèle comporte des 10 millimètres par l'échafaudage de 10 millimètres des protéines fibreuses enduites en cellules cancéreuses cervicales. Le modèle a été fait à partir de la gélatine, de l'alginate et de la fibrine, recréant la matrice extracellulaire d'une tumeur réelle de cancer. L'enduit a été fait à partir des cellules hela ? un unique ? immortal ? la variété de cellule a dérivé d'un malade du cancer cervical en 1951. La création de ce modèle 3-D-printed élimine les limitations morales et de sûreté de réaliser des études cliniques sur ces tumeurs de cancer dans les patients humains, et permet à la recherche d'être effectuée sur une échelle beaucoup plus large, laissant de ce fait dope pour être examinée dans un environnement à trois dimensions plus réaliste.
L'impression tridimensionnelle est un outil au commencement s'est développée plus il y a de 30 ans cela a connu la croissance accrue d'application en ces dernières années. Dans l'arène médicale, ceci a été vu dans la création des échafaudages sur lesquels des tissus non-cancerous peuvent être développés sur un de remplacement patient ou animal et puis greffé sur le patient pour des procédures chirurgicales reconstituantes. Dans toujours sa enfance, ces structures biotechnologiques peuvent également être créées pour des applications chirurgicales cardio-vasculaires et probablement même des greffes d'organe.