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分析實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的未來——自動化智能化的三步走策略
在科技日新月異的今天，色譜分析實(shí)驗(yàn)室正悄然迎來一場革命性的變革。實(shí)驗(yàn)室自動化與智能化的浪潮，正以其獨(dú)特的魅力席卷整個分析化學(xué)領(lǐng)域。從繁瑣的手動操作到一鍵式的智能分析，這場變革不僅極大地提升了分析效率，更確保了數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)無誤。除了讓工作人員從簡單的重復(fù)工作中解放出來，專注于更加具有創(chuàng)造力的工作之外，未來的實(shí)驗(yàn)室還可以幫助我們實(shí)現(xiàn)更多功能，從無人值守的工作，到數(shù)據(jù)的智能化的學(xué)習(xí)反饋，新的技術(shù)和應(yīng)用可以讓我們在智能化的路上走的越來越遠(yuǎn)。
千里之行，始于足下，構(gòu)建一個智能化的實(shí)驗(yàn)室，我們需要一步步對整個工作流程進(jìn)行完善，這個過程大概可以分成三步：
儀器自動化
工作流程自動化
工作任務(wù)自動化
下面，我們來分別看一看每個步驟該如何實(shí)現(xiàn)：
01
首先：儀器自動化是指通過人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)的自主自動，從而解放人力操作，讓儀器可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法的需求，全自動地完成系統(tǒng)準(zhǔn)備，包括自動完成儀器的溶劑置換、管路沖洗、色譜柱平衡等必要的實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備，或者是色譜柱沖洗保存等實(shí)驗(yàn)室后的必要步驟。同時，也能實(shí)現(xiàn)自動切換方法流動相等方法間的準(zhǔn)備工作，讓儀器可以無需任何人工干預(yù)而持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，提高效率，降低出錯。
安捷倫 Infinity III 液相色譜搭載的 InfinityLab assist 技術(shù)，即可以幫您實(shí)現(xiàn)儀器自動化級別的任務(wù)，只需一個任務(wù)指令，儀器就可以自動完成所有相關(guān)的準(zhǔn)備工作，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的不間斷工作，工作人員可以完全從繁瑣復(fù)雜的重復(fù)操作當(dāng)中解放出來。
安捷倫 Infinity III 可以實(shí)現(xiàn)儀器的自主自動準(zhǔn)備工作
02
其次，工作流程自動化是指利用數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通及自動化設(shè)備建立可以聯(lián)動的自動化工作流程，實(shí)現(xiàn)無人值守。在這個過程中，除了需要儀器自主完成準(zhǔn)備工作之外，工作流程還需要多種儀器的協(xié)同操作以及數(shù)據(jù)信息的共享互聯(lián)，還需要自動化設(shè)備來實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的樣品傳遞等必要操作，樣品在不同的設(shè)備間流轉(zhuǎn)，而數(shù)據(jù)和信息通過網(wǎng)絡(luò)化的架構(gòu)傳輸，整個實(shí)驗(yàn)室分析流程過程中，將不再需要人工操作進(jìn)行干預(yù)，以達(dá)成“無人實(shí)驗(yàn)室”的目標(biāo)。
利用機(jī)械臂等自動化設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室工作流程自動化
03
實(shí)現(xiàn)無人值守，僅僅是實(shí)現(xiàn)了自動化，如果想達(dá)成真正的智能化，還需要最后一步，即工作任務(wù)自動化。這種自動化通過數(shù)據(jù)信息的反饋學(xué)習(xí)和迭代優(yōu)化，讓實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)自動化并迭代進(jìn)步，進(jìn)入真正的智能時代。在這個過程中，我們需要聯(lián)合多種先進(jìn)技術(shù)整合實(shí)驗(yàn)室的工作，讓實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備實(shí)現(xiàn)自我學(xué)習(xí)、自我判斷，從而自主達(dá)成我們給定的任務(wù)目標(biāo)。
比如，我們要使用 AI 技術(shù)優(yōu)化一個化合物的合成路線時，就可以向分析實(shí)驗(yàn)室下達(dá)一個任務(wù)，即幫助 AI 算法找到最優(yōu)合成反應(yīng)路線及條件，智能化的分析實(shí)驗(yàn)室會通過自動方法開發(fā)軟件對合成反應(yīng)中的化合物開發(fā)最優(yōu)分析方法，然后結(jié)合 AI 積分技術(shù)自動判別積分條件以確保結(jié)果判定準(zhǔn)確，之后通過 PAT 在線液相技術(shù)對反應(yīng)過程進(jìn)行監(jiān)控，結(jié)果數(shù)據(jù)可以用于構(gòu)建數(shù)字孿生，合成反應(yīng) AI 算法根據(jù)數(shù)字孿生自動優(yōu)化反應(yīng)條件并再次通過液相色譜進(jìn)行驗(yàn)證迭代，最終自動優(yōu)化出最佳合成路線。
結(jié)論
這整個過程當(dāng)中，所有工作都可以通過自動化的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、自動執(zhí)行任務(wù)的液相色譜儀器和 AI 算法完成，科學(xué)家或?qū)嶒?yàn)人員只需要完成找到重要的化合物或者關(guān)鍵反應(yīng)這種真正需要人類創(chuàng)造力和洞察力的工作。所幸的是，安捷倫在這個過程中，已經(jīng)具備了很多有力的工具，打通了很多關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)然，還有很多目標(biāo)是仍舊需要我們和大家一起努力達(dá)成的，我們相信，完全自動化智能化的實(shí)驗(yàn)室，將在不久的將來由您和我們一起創(chuàng)造出來。