Nghiên cứu Tốt nhất trong lĩnh vực 1 cái Tự động hóa phòng thí nghiệm Công cụ AI

Một nhóm nghiên cứu dược phẩm sử dụng nền tảng tự động hóa phòng thí nghiệm để sàng lọc một thư viện gồm 100.000 phân tử nhỏ đối với một mục tiêu ung thư cụ thể. Hệ thống tự động hóa toàn bộ quy trình làm việc: phân phối hợp chất vào các đĩa vi giếng, thêm môi trường nuôi cấy tế bào và thuốc thử, ủ và đọc kết quả bằng máy chụp ảnh nội dung cao. AI tích hợp phân tích dữ liệu hình ảnh theo thời gian thực để xác định các kết quả hứa hẹn, giảm thời gian sàng lọc và phân tích ban đầu từ vài tháng xuống chỉ còn vài tuần và giảm thiểu sai sót của con người trong việc xử lý chất lỏng.

Một công ty khởi nghiệp về sinh học tổng hợp sử dụng một 'phòng thí nghiệm đám mây' tự động để kỹ thuật các chủng nấm men nhằm sản xuất một hóa chất có giá trị. Các nhà nghiên cứu gửi thiết kế cấu trúc DNA của họ qua một cổng thông tin web. Robot của nền tảng sau đó thực hiện lắp ráp DNA, biến đổi nấm men, nuôi cấy các chủng đã được kỹ thuật trong các lò phản ứng sinh học vi mô và đo lường năng suất sản phẩm bằng phương pháp khối phổ. Hệ thống vòng kín này cho phép lặp lại nhanh chóng, hoàn thành hàng trăm chu trình Thiết kế-Xây dựng-Thử nghiệm-Học hỏi mỗi tuần, một nhiệm vụ sẽ mất nhiều năm nếu thực hiện thủ công.

Một cơ sở gen di truyền cốt lõi tại một trường đại học sử dụng một trạm làm việc tự động hóa phòng thí nghiệm để chuẩn bị các thư viện cho Giải trình tự Thế hệ mới (NGS). Quá trình này bao gồm nhiều bước xử lý chất lỏng chính xác, bao gồm phân mảnh, gắn adapter và khuếch đại PCR. Hệ thống tự động xử lý tới 96 mẫu cùng một lúc, đảm bảo tính nhất quán cao giữa các mẫu và giảm hơn 80% thời gian làm việc thủ công cho các kỹ thuật viên. Điều này cho phép cơ sở tăng đáng kể thông lượng mẫu và cung cấp thời gian trả kết quả nhanh hơn cho các nhà nghiên cứu.

Một công ty trị liệu tế bào sử dụng hệ thống ủ và chụp ảnh tự động để duy trì và theo dõi hàng chục dòng tế bào được nuôi cấy cùng một lúc. Robot định kỳ di chuyển các đĩa từ tủ ấm đến kính hiển vi để chụp ảnh, sau đó sử dụng AI để phân tích độ hội tụ và hình thái của tế bào. Dựa trên phân tích, nó tự động kích hoạt cảnh báo để cấy chuyền hoặc thay đổi môi trường, và thậm chí có thể tự thực hiện các nhiệm vụ này bằng một máy xử lý chất lỏng được kết nối. Điều này đảm bảo sức khỏe tế bào tối ưu, cung cấp một hồ sơ tăng trưởng tế bào hoàn chỉnh, có thể kiểm toán và ngăn ngừa ô nhiễm do xử lý thủ công.

Một phòng thí nghiệm khoa học vật liệu tại một viện nghiên cứu quốc gia sử dụng một robot nghiên cứu tự trị để khám phá các hợp kim mới với các đặc tính cụ thể. Một nhà nghiên cứu xác định mục tiêu, chẳng hạn như 'tối đa hóa độ dẫn điện trong khi giảm thiểu chi phí'. AI lập kế hoạch và thực hiện một loạt các thí nghiệm, tổng hợp các mẫu nhỏ của các thành phần hợp kim khác nhau, kiểm tra các đặc tính của chúng (ví dụ: độ dẫn điện, độ cứng) và đưa kết quả trở lại mô hình của nó. Mô hình sau đó dự đoán thành phần hứa hẹn nhất tiếp theo để thử nghiệm, điều hướng hiệu quả trong một không gian hóa học rộng lớn để tìm ra vật liệu tối ưu nhanh hơn so với phương pháp thử và sai do con người dẫn dắt.

Một phòng thí nghiệm chẩn đoán lâm sàng lớn tự động hóa các quy trình xét nghiệm ELISA và PCR cho các bệnh truyền nhiễm. Các cánh tay robot di chuyển các đĩa mẫu giữa các máy xử lý chất lỏng, máy luân nhiệt và máy đọc đĩa. Phần mềm tự động hóa phòng thí nghiệm quản lý toàn bộ quy trình, theo dõi từng mẫu từ khi tiếp nhận đến kết quả cuối cùng. Mức độ tự động hóa cao này giúp tăng công suất xét nghiệm của phòng thí nghiệm lên hơn 300%, đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc mẫu đầy đủ để tuân thủ quy định và giảm nguy cơ lây nhiễm chéo, dẫn đến kết quả chẩn đoán đáng tin cậy hơn cho bệnh nhân.