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#Tendances produits
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Prévision du laboratoire du futur
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La présomption au sujet du laboratoire du futur dans la décennie suivante dévoile les technologies spécifiques qui révolutionneront l'industrie et propulseront la science en avant.
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Là ? s quelque chose intriguant uniformément au sujet de penser, de parler et de l'essai de prédire le futur. La pratique s'est transformée en son propre secteur dans notre société, de la popularité du psychics aux films de superproduction. ? De nouveau au futur ? est une telle superproduction qui exploite notre désir d'être sans fin amusé par le vaste inconnu. La série de film tient l'applicabilité spéciale cette année As ? De nouveau au futur, partie II ? est placé en l'année 2015, de que nous sommes approche rapide. Ceci a imaginé que 2015 est plein des voitures de vol, des hoverboards, des chien-marcheurs de bourdon et d'un réacteur d'énergie basé sur les peaux de banane et la vieille bière. Quoique réel 2015 n'est pas qu'avancées, toutes les inventions ont un anneau de connaissance à elles, et elles sont développemental basées sur la même technologie que nous sommes innovants et s'améliorants ici et maintenant. Le film mentionne également la technologie déjà inventée ou surpassée dans la société courante, telle que des téléphones de monocle (verre de Google), le photojournalism de bourdon, des écrans de télévision de remontée pyramidale (l'électronique flexible), l'identification de thumbprint et, risiblement, le télécopieur comme hub de communication. La leçon ici est que ce ? s important pour regarder vers le futur, pour placer les buts et le travail élevés vers atteindre des buts dits.
L'application de cette leçon aux laboratoires en l'année 2024 rapporte une image accentuée par meilleur, plus rapidement et si tout va bien moins d'instrumentation chère. Dans une enquête récente de lecteur d'équipement de laboratoire, 48 pour cent de répondants ont dit que des améliorations d'instrumentation augmentera leurs possibilités de recherches en 10 années à venir. De ceux, on s'attend à ce que des systèmes d'automation (42 pour cent) et les systèmes de formation image (41 pour cent) changent les la plupart, suivi des systèmes de chromatographie et de spectroscopie (34 pour cent chaque), de l'équipement de préparation témoin (28 pour cent), des appareils médicaux (24 pour cent) et des pipettes (21 pour cent).
L'exécution d'utilisation facile (58 pour cent) et augmentée améliorée (54 pour cent) sont les caractéristiques supérieures que les répondants d'aperçu veulent que les fabricants se focalisent dessus dans la décennie suivante. Naturellement, le coût de la propriété n'était pas derrière lointain avec 45 pour cent. Le placement et les coûts ont été identifiés en tant qu'aujourd'hui ? les plus grands défis de recherches de s, et les répondants d'aperçu sont sinistres sur la probabilité de cela qui change pendant la décennie suivante.
Tandis que non chaque instrument ou issue de laboratoire peut être examiné en détail pour la portée de cet article, il ? s critique pour regarder ceux examinent des répondants identifiés comme les plus importants ? systèmes d'automation, systèmes de formation image et placement ? aussi bien que des tendances pendant l'année 2015.
Automation
L'automation dans les laboratoires est typiquement identifiée en tant que coûts d'exécution et d'instrument/réactif d'analyse. Dans la réalité, elle entoure tellement plus que cela. Les capacités d'essai, le déroulement des opérations, l'entretien, le temps de rotation et les visites de retour sont juste quelques autres caractéristiques qui entrent dans définir l'automation de laboratoire réussie.
Chernesky maximum, professeur de la pédiatrie, pathologie et médecine moléculaire à l'université de McMaster mènent récemment une évaluation déterminer les caractéristiques de déroulement des opérations de différents instruments automatisés utilisés généralement pour le diagnostic sexuellement - des infections transmises ? bien que les résultats puissent être appliqués à n'importe quel déroulement des opérations de laboratoire. Chernesky a basé son étude sur sept étapes spécifiques du déroulement des opérations pour évaluer chaque instrument d'automation : 1) interaction pré-analytique (démarrage d'instrument, chargement consommable) ; 2) préparation et chargement de réactif ; 3) préparation et chargement d'échantillon ; 4) interaction de dans-processus (nombre de fois où l'opérateur est requis de retourner à l'instrument lors du fonctionnement) ; 5) interaction poteau-analytique (déchargeant des échantillons, des réactifs, des consommables) ; 6) entretien (nettoyez et décontamination d'instrument, d'accessoires et de worksurfaces ; et 7) automation globale (chronométrez chaque instrument est opérationnel sans interaction d'opérateur).
Toute la ces derniers devrait être mesurée en achetant un système d'automation pour un laboratoire courant, et devrait être considérée comme comme directives pour conduiree le développement et l'exécution discutablement des systèmes les plus importants dans le laboratoire du futur.
? À l'avenir, je pense que nous obtiendrons à partir des instruments de traitement en lots et finir vers le haut avec le type instruments d'écoulement plus continu ? Chernesky a indiqué l'équipement de laboratoire. ? Nous verrons certainement les instruments beaucoup plus à accès sélectif, qui peuvent vérifier les marqueurs multiples, parce que les compagnies se concentrent sur les parties particulières d'humains. La plupart des industries se déplacent vers les instruments simples qui peuvent traiter les types multiples. Les plus que vous pouvez obtenir sur votre instrument marqueurs ou analytes, le meilleur. Les laboratoires sont de plus en plus mobiles vers les instruments spécifiques à la maladie. ?
Formation image
Donné son histoire, il ? pour cent non étonnants de s les 41 de répondants d'aperçu s'attendent à ce que les systèmes de formation image changent les la plupart dans la décennie suivante. La formation image est au milieu d'une révolution maintenant, après avoir recueilli la croissance énorme en 10 dernières années, et ne montrant aucun signe d'un ralentissement dans les 10. prochains. Ceci est démontré par le prix 2014 Nobel en chimie étant attribué au champ de la microscopie de superbe-résolution.
Pendant longtemps, la microscopie optique a été tenue en arrière par une limitation présumée : qu'elle n'obtiendrait jamais une meilleure résolution que la moitié de la longueur d'onde de la lumière. Aidé par les molécules fluorescentes et les années de l'expérience cassant des frontières de microscopie, Eric Betzig et ses deux Co-gagnants ont surmonté des limites de résolution imposées par la diffraction de la lumière pour introduire la microscopie optique dans le nanodimension. Utilisant la microscopie de superbe-résolution, les scientifiques peuvent visualiser les voies de différentes molécules à l'intérieur des cellules vivantes.
? Il y a eu une emphase énorme sur la superbe-résolution en dernières années, et au cours des 10 années à venir, allons-nous voir des applications énormes de superbe-recherche utilisée d'une manière corrélative avec différentes modalités de photomicroscopie ? Stephen Ross, directeur général, produit et département de vente, instruments de Nikon, a dit l'équipement de laboratoire. ? Vous ? aller re voir la superbe-résolution obtenir plus rapide et plus de vivre-cellule amicale. Je nous pense ? aller également re voir la corrélation de nouvelles techniques, comme les technologies légères de feuille qui permettront des chercheurs aux organizations entières d'image par le développement, et puis à un point particulier, corrèlent les données légères de feuille utilisant d'autres modalités qui fourniront des ordres de grandeur la résolution mieux. ?
Juste des semaines après que Betzig ait gagné le prix Nobel, son laboratoire à l'institut médical de Howard Hughes a annoncé le développement d'un nouveau microscope de feuille de lumière de trellis qui rassemble des images à haute résolution rapidement et réduit au minimum des dommages aux cellules, signifiant qu'il peut image l'activité à trois dimensions des molécules, des cellules et des embryons dans le détail fin pendant de plus longues périodes. Dans la décennie passée, Betzig a frayé un chemin une suite des plates-formes de formation image qui permettent à des biologistes de dépister visuellement les mouvements des cellules ? les structures les plus minuscules. Attendez-vous à ce que cela continue et joue un rôle à l'avenir de formation image comme Betzig travaille à d'autres secteurs, y compris la résolution spatiale, la résolution temporelle, la technologie de étiquetage, la formation image de profond-tissu et la formation image donnée-riche non envahissante.
Ross dit que la formation image de raison a gagné une telle croissance énorme est récemment parce que les nouvelles technologies, comme la puissance informatique, ont génétiquement codé des sondes, nouvelles technologies de détecteur et meilleurs filtres, ont combiné pour propulser la technologie. Ce sera la même chose à l'avenir ? les techniques et les technologies combineront pour aborder de nouvelles questions scientifiques des manières pas précédemment possibles.
Nikon fait sa partie à l'image par meilleur futur en s'associant à JEOL pour former une alliance pour rechercher et développer les outils qui peuvent corréler des données de lumière et de microscopie électronique, combinant de ce fait les avantages chaque technologie fournit.
La puissance de la photomicroscopie est qu'elle est très douce aux cellules et aux tissus vivants, mais ne peut pas fournir les informations de moléculaire-niveau qui un bidon de microscope électronique. Cependant, des microscopes électroniques sont limités aux échantillons non-living. Les photomicroscopes ont également l'avantage de permettre la visualisation sélective des structures, ayant pour résultat extrêmement un à niveau élevé de la spécificité moléculaire. Selon Ross, un but de l'association de Nikon-JEOL est de jeter un pont sur des technologies près, par exemple, des événements dynamiques de formation image avec la spécificité de protéine commune dans des événements dynamiques confocal ou de superbe-résolution, descend la résolution de moléculaire-niveau commune à la microscopie électronique, et réalise alors un autre ordre de grandeur de résolution au delà de ce qui est en général présent avec des techniques légères.
Placement et personnel
Les programmes d'étudiant préparant une licence et de diplômé dans la TIGE ont apprécié une période de l'inscription élevée environ il y a une décennie avant de se laisser tomber au loin et niveler dehors. Selon Council 2012 du Président des conseillers sur la Science et la technologie rendez compte de l'éducation de TIGE, les États-Unis doit augmenter la proportion d'étudiants qui reçoivent des degrés d'étudiant préparant une licence dans des domaines de TIGE considérablement au-dessus des taux courants pour maintenir la nation ? prééminence de s en science et technologie (S&E).
Le président ? recherches de budget de s 2015 pour aborder partiellement cette issue avec une augmentation de 3.7 pour cent, ou $2.9 milliards, des programmes à travers le gouvernement fédéral sur l'éducation de TIGE. Les thèmes critiques étant adressés incluent : 1) professeurs de TIGE recrutant, de préparation et de soutien pour avancer le président ? but de s de préparer 100.000 professeurs de TIGE d'ici 2021 ($40 millions) ; 2) soutien de plus de secteurs scolaires Tige-focalisés ($110 millions) ; 3) améliorant l'éducation de TIGE d'étudiant préparant une licence en augmentant la conservation des commandants de TIGE d'étudiant préparant une licence et en augmentant l'enseignement d'étudiant préparant une licence et l'étude ($118 millions) ; et 4) investissant dans la recherche et le soutien de percée à haut risque, recherche de haut-récompense sur les technologies de la deuxième génération de TIGE ($50 millions). La clef à améliorer la canalisation de futurs professionnels de laboratoire se situe dans les efforts faits pour atteindre de jeunes étudiants avant le point dans leur éducation quand ils commencent à considérer des options de carrière.
Sont non seulement les laboratoires à court d'effectifs, mais selon des répondants de l'enquête d'équipement de laboratoire, les directeurs de laboratoire ont affaire également avec une main d'oeuvre non formée. Pendant que de nouvelles technologies sont développées et améliorées, le volume de travaux de laboratoire change continuellement. Tandis que ceci présente des défis de main d'oeuvre maintenant, présente-t-il également des occasions de changer des initiatives et des programmes en cours d'éducation et de les investir plus loin dans la préparation du demain ? main d'oeuvre de s. Le budget 2015 fournit $333 millions aux chercheurs d'étudiant de troisième cycle de soutien, en $7 millions supplémentaire pour le National Science Foundation (NSF) pour lancer un nouveau programme qui fournit des récompenses aux universités qui explorent de nouvelles approches aux étudiants de troisième cycle de formation.
Tandis qu'il ? s impossible de prévoir le placement en 2024, le Président Obama ? le budget de s 2015 donne à une bonne idée quoi prévoir en année à venir. Le budget propose $135.4 milliards pour la recherche et développement fédérale, une augmentation de $1.7 milliard, ou 1.2 pour cent, de 2014. L'augmentation est légère et très probablement pas assez pour aider de manière significative ces laboratoires qui sont sous-financés ; mais après 2013 la séquestration nivelle, n'importe quelle augmentation est bien accueillie.
Spécifiquement, les instituts nationaux de la santé reçoit une augmentation de $200 millions au-dessus de son niveau 2014 à $30.2 milliards ; et le NSF reçoit une augmentation de 1 pour cent à $7.3 milliards pendant l'année. L'investissement fédéral dans la recherche fondamentale et appliquée a augmenté juste 0.4 pour cent à $64.7 milliards. En attendant, l'investissement fédéral à l'étude se monte à $68.0 milliards, une augmentation de 2.3 pour cent comparés à 2014 niveaux. Le placement pour l'infrastructure de recherche et développement, y compris des équipements et des biens d'équipement, est en bas de $121 millions à $2.6 milliards.
Tendances de technologie
Les analystes de Gartner ont récemment libéré leurs tendances de technologie annuelles du principal 10 qui seront stratégiques pour la plupart des organismes en 2015. Tandis que la liste inclut des choses telles que ? calcul partout ? et ? l'Internet des choses ? la tendance la plus intéressante avec des implications de laboratoire est impression à trois dimensions. Selon Gartner, on s'attend à ce que des expéditions mondiales des imprimeurs à trois dimensions élèvent 98 pour cent en 2015, suivi d'un doublement des expéditions d'unité en 2016. Les prévisions s'attendent à ce que l'impression à trois dimensions atteigne un point de emboutage en trois années à venir pendant que le marché pour les dispositifs d'impression à trois dimensions relativement peu coûteux continue à se développer rapidement et l'utilisation industrielle augmente de manière significative. Les nouvelles applications industrielles, biomédicales et du consommateur continueront à démontrer que l'impression à trois dimensions est un vrai, viable et rentable moyen de réduire des coûts par des conceptions améliorées, un prototypage profilé et une fabrication à court terme.
? Les nombres seront probablement encore plus grands que celui ? Joshua Pearce, professeur agrégé de la construction à l'université de technologie du Michigan, et gourou à trois dimensions d'impression, a dit l'équipement de laboratoire. ? La clef à l'expansion est des économies massives et la capacité d'adapter aux besoins du client comme jamais avant. ?
Juste il y a quelques années, les imprimeurs à trois dimensions étaient un luxe cher avec lequel très peu de laboratoires et même peu de consommateurs ont eu le plaisir du travail. Les cinq années vers l'avant rapides, et $500 modernes un imprimeur à trois dimensions peuvent imprimer des outils plus de haute qualité que $20.000 d'années au delà.
Un produit de base a propulsé cette expansion : le projet de RepRap. Basé au R-U, RepRap est devenu la première ouvrir-source, imprimeur à trois dimensions à la maison de DIY disponible au public à un coût bas. Au lieu des fabricants ayant quelques cent ingénieurs travaillez sur des conceptions et les innovations, maintenant la communauté mondiale entière de technologie pourraient participer à l'évolution. Les milliers de personnes ont contribué au projet au cours des années, et fondamentalement tous les mois, une nouvelle version d'imprimeur sort qui a moins de pièces, est plus facile à remonter et est plus rapide et meilleure.
? Je pense que les laboratoires seront l'un des premiers endroits les imprimeurs qu'à trois dimensions apparaîtront intensivement ? Pearce dit. ? Beaucoup d'équipement doit être conçu et construit en fonction du client, et est-il très cher en général. ?
L'année dernière, Pearce a édité un document dans PLOS un qui a trouvé que des coûts de laboratoire pourrait être coupé près pas moins de 98 pour cent si on remplaçait l'équipement disponible dans le commerce par des solutions de rechange produites par un imprimeur à trois dimensions. Selon le journal, c'était la tentative d'abord connue d'examiner ce genre d'approche à l'équipement de laboratoire pour un laboratoire entier. En plus des économies, la personnalisation et la flexibilité de masse sont les avantages supplémentaires de l'impression à trois dimensions.
? Il ? commande totale de s du processus ? Pearce dit. ? Chaque scientifique fait le labware fait sur commande, et cela implique habituellement d'aller à l'atelier de construction mécanique ou de payer tout à fait un peu d'argent. Quand vous imprimez quelque chose, obtenez exactement vous ce que vous voulez. Vous ? essai re d'acheter petit, moyen ou grand, vous pouvez imprimer quelque chose entre cela adapte votre expérience exacte. Les chercheurs peuvent adapter des expériences et rendre aux besoins du client leur la fonction encore meilleure que ce qui peut être fait avec l'équipement commercial. ?
Par exemple, Pearce teamed avec un laboratoire de biotechnologie sur le campus et a fait une pompe de seringue d'ouvrir-source pour des penny sur le dollar. Au lieu de faire une expérience à la fois, le laboratoire peut maintenant faire 12 expériences simultanément pour le même coût.
Tandis que la majorité de laboratoires n'ont pas actuellement les imprimeurs à trois dimensions, il y a eu une augmentation dramatique en littérature cette seule année. Pearce indique qu'il a vu des conceptions pour toutes sortes d'équipement d'essai et les fournit récemment, qui prête la créance à Gartner ? hypothèse de s d'une augmentation de 98 pour cent.
? Je pense que chacun aura un imprimeur à trois dimensions ? Pearce dit. ? Une fois que vous avez accès à un, il change la manière que vous pensez. La nature d'ouvrir-source des imprimeurs à trois dimensions peut nous permettre d'arriver à ce Nirvâna de la science où nous tous travaillons ensemble. ?
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