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#Produkttrends
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Vorhersage des Labors der Zukunft
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Das Theoretisieren über das Labor der Zukunft in der folgenden Dekade stellt spezifische Technologien vor, die die Industrie revolutionieren und Wissenschaft vorwärts antreiben.
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Dort? s etwas, das gleichmäßig über das Denken, die Unterhaltung und das Versuchen, der Zukunft vorauszusagen intrigiert. Die Praxis hat in seinen eigenen Sektor in unserer Gesellschaft, von der Popularität von psychics zu den Knüllerfilmen entwickelt. ? Zurück zu der Zukunft? ist ein solcher Knüller, der unseren Wunsch ausnutzt, durch das beträchtliche Unbekannte endlos unterhalten zu werden. Die Film-Reihe hält spezielle Anwendbarkeit dieses Jahr wie? Zurück zu der Zukunft Teil II? wird in das Jahr 2015 eingestellt, das wir schnelles Nähern sind. Dieses stellte vor sich, dass 2015 von den Fliegenautos, von den hoverboards, von den Drohne Hundwanderern und von einem Energiereaktor, der auf Bananenschalen und altem Bier basiert voll ist. Obwohl aus dem wirklichen Leben, ist 2015, nicht dass vorangebracht, alle Erfindungen einen Ring der Vertrautheit zu ihnen haben, und sie basieren Entwicklungs- auf der gleichen Technologie, die wir jetzt erneuernd und hier und verbessernd sind. Der Film erwähnt auch die Technologie, die bereits in der gegenwärtigen Gesellschaft, wie Brilletelefonen erfunden wird oder übertroffen ist (Google-Glas), Drohne Photojournalism, Roll-upfernsehenschirmen (flexibler Elektronik), thumbprint Kennzeichnung und lachhaft der Telefaxmaschine als Kommunikationsnabe. Die Lektion hier ist dass es? s wichtig, in Richtung der Zukunft zu blicken, hoch Ziele und Arbeit in Richtung zum Erzielen der besagten Ziele einstellen.
Das Anwenden dieser Lektion an den Labors im Jahr 2024 erbringt eine Abbildung, die durch besseres, schneller und hoffnungsvoll weniger teure Instrumentenausrüstung hervorgehoben wird. In einer neuen Laborausrüstungs-Leserübersicht sagten 48 Prozent Antwortende, dass Instrumentenausrüstungsverbesserungen ihre Forschungsfähigkeiten in den folgenden 10 Jahren erweitert. Von denen werden Automatisierungssysteme (42 Prozent) und Darstellungsysteme (41 Prozent) erwartet, um die die meisten zu ändern, gefolgt durch Chromatographie- und Spektroskopiesysteme (je 34 Prozent), Beispielvorbereitungsausrüstung (28 Prozent), medizinische Geräte (24 Prozent) und Pipetten (21 Prozent).
Verbesserte leicht anwendbare (58 Prozent) und erhöhte Leistung (54 Prozent) sind die Spitzeneigenschaften, Übersichts, dieantwortende Hersteller an in der folgenden Dekade fokussieren wünschen. Selbstverständlich waren Kosten des Besitzes nicht mit 45 Prozent weites hinteres. Finanzierung und Kosten sind als heute identifizierent worden? s-sind größte Forschungsherausforderungen und Übersichtsantwortende auf der Wahrscheinlichkeit von dem grimmig, der in der folgenden Dekade ändert.
Während nicht jedes Laborinstrument oder -ausgabe für den Bereich dieses Artikels im Detail überprüft werden können, es? s, das kritisch ist, die zu betrachten, überblicken die Antwortenden, die identifizierent werden, wie am wichtigsten? Automatisierungssysteme, Darstellungsysteme und Finanzierung? sowie Tendenzen für das Jahr 2015.
Automatisierung
Automatisierung in den Labors wird gewöhnlich als Probenleistungs- und -instrument-/-reagenskosten identifizierent. In der Wirklichkeit gibt sie soviel mehr als die um. Die Prüfungskapazitäten, der Arbeitsfluß, die Wartung, die Umlaufszeit und die Rückholbesuche sind gerade einige andere Eigenschaften, die in das Definieren der erfolgreichen Laborautomatisierung einsteigen.
Maximales Chernesky, Professor von Kinderheilkunde, Pathologie und molekulare Medizin bei McMaster Univ führt vor kurzem eine Auswertung, die Arbeitsflußeigenschaften der verschiedenen automatisierten Instrumente sexuell festzustellen, die für die Diagnose - der übertragenen Infektion allgemein verwendet sind? obgleich die Resultate an jedem möglichem Laborarbeitsfluß angewendet werden können. Chernesky gründete seine Studie auf sieben spezifischen Stadien des Arbeitsflusses, um jedes Automatisierungsinstrument auszuwerten: 1) vor-analytische Interaktion (Instrumentstart, verbrauchbares Laden); 2) Reagensvorbereitung und -laden; 3) Beispielvorbereitung und -laden; 4) Inprozeß Interaktion (Zahl von Zeiten, die der Operator angefordert wird, zum Instrument während des Betriebes zurückzubringen); 5) Pfosten-analytische Interaktion (Proben, Reagenzien, Verbrauchsmaterialien leerend); 6) Wartung (räumen Sie und Entgiftung des Instrumentes, der Zusätze und der worksurfaces auf; und 7) Gesamtautomatisierung (setzen Sie Zeit jedes Instrumentes ist betrieblich ohne Operatorinteraktion fest).
Alle diese sollten gemessen werden, wenn man ein Automatisierungssystem für ein gegenwärtiges Labor kauft, und sollten als Richtlinien angesehen werden, um die Entwicklung und die Implementierung der wichtigsten Systeme im Labor der Zukunft diskutierbar zu fahren.
? Zukünftig denke ich, dass wir weg von aufstapelnden Instrumenten und mit Art Instrumente oben zu beenden des ununterbrocheneren Flusses erhalten werden? Chernesky erklärte Laborausrüstung. ? Wir sehen zweifellos viel mehr direkte Instrumente, die auf mehrfachen Markierungen überprüfen können, weil Firmen auf bestimmte Teile Menschen sich konzentrieren. Die meisten Industrien bewegen sich in Richtung zu den einzelnen Instrumenten, die mehrfache Arten verarbeiten können. Die mehr Markierungen oder Analyten, die Sie auf Ihrem Instrument erhalten können, das bessere. Labors sind in Richtung zu den krankheitsspezifischen Instrumenten. in zunehmendem Maße beweglich?
Darstellung
Seine Geschichte gegeben, es? s-nicht überraschende 41 Prozent Übersichtsantwortende erwarten Darstellungsysteme, um die die meisten in der folgenden Dekade zu ändern. Darstellung ist mitten in einer Revolution jetzt, nachdem sieangesammelt in der Vergangenheit sieangesammelt hatte sehr großes Wachstum 10 Jahre und zeigt keine Zeichen einer Verlangsamung in den folgenden 10. Dieses wird durch den Nobelpreis 2014 bewiesen in der Chemie, der zum Feld von Super-entschließung Mikroskopie zugesprochen wird.
Für eine lange Zeit wurde optische Mikroskopie zurück durch eine vorausgesetzte Beschränkung gehalten: dass sie nie eine bessere Entschließung als Hälfte Wellenlänge des Lichtes erreichen würde. Geholfen bis zum Leuchtstoffmolekülen und den Jahren der Erfahrung Mikroskopiegrenzen brechend, überwanden Eric Betzig und seine zwei Cosieger die Entschließungbegrenzungen, die durch die Beugung des Lichtes auferlegt wurden, um optische Mikroskopie in das nanodimension zu holen. Unter Verwendung der Super-entschließung Mikroskopie können Wissenschaftler die Bahnen der einzelnen Moleküle innerhalb der lebenden Zellen sichtbar machen.
? Es hat ein sehr großes Hauptgewicht auf Super-entschließung in den letzten Jahren gegeben, und in den folgenden 10 Jahren, werden wir sehr große Anwendungen von Super-res sehen, das auf eine korrelative Art mit verschiedenen Modalitäten der Lichtmikroskopie verwendet wird? Stephen Ross, Generaldirektor, Produkt und Marketing-Abteilung, Nikon Instrumente, erklärte Laborausrüstung. ? Sie? Regehen, Super-entschließung schneller, zu erhalten und mehr Lebenzelle zu sehen freundlich. Ich denke uns? Reauch gehen, Wechselbeziehung der neuen Techniken, wie helle Blatttechnologien zu sehen, die Forscher zu den vollständigen Organismen des Bildes durch Entwicklung und dann an einem bestimmten Punkt erlauben, beziehen die hellen Blattdaten aufeinander, die andere Modalitäten verwenden, die Größenordnungen besser Entschließung. liefern?
Gerade Wochen, nachdem Betzig den Nobelpreis gewann, verkündete sein Labor medizinischen Institut am Howard-Hughes die Entwicklung eines neuen Gitterlicht-Blattmikroskops, das hochauflösende Bilder schnell sammelt und Schaden der Zellen herabsetzt und bedeutete, dass es Bild die 3-D Tätigkeit der Moleküle, der Zellen und der Embryos ausführlich feines für längere Zeitabschnitte kann. In der Vergangenheit hat Dekade, Betzig mit einer Suite der Darstellungplattformen vorangegangen, die Biologen erlauben, die Bewegungen der Zellen sichtlich aufzuspüren? kleinste Strukturen. Erwarten Sie das, um eine Rolle der Darstellung zukünftig fortzusetzen und zu spielen, wie Betzig an anderen Bereichen, einschließlich räumliche Entschließung, zeitliche Entschließung, beschriftentechnologie, Tiefgewebe Darstellung und nichtinvasive Daten-reiche Darstellung arbeitet.
Ross sagt, dass die Grunddarstellung solches sehr große Wachstum ist vor kurzem, weil neue Technologien, wie Computerenergie, genetisch Prüfspitzen, neue Detektortechnologien und bessere Filter verschlüsselten, haben kombiniert, um die Technologie anzutreiben gewonnen hat. Es ist die gleiche Sache zukünftig? Techniken und Technologien kombinieren, um neue wissenschaftliche Fragen auf die Arten zu adressieren nicht vorher möglich.
Nikon tut sein Teil zum Bild ein bessere Zukunft, indem er oben mit JEOL, zum eines Bündnisses zu bilden, um zu erforschen teaming und die Werkzeuge zu entwickeln, die Licht- und Elektronenmikroskopiedaten aufeinander beziehen können zur Verfügung, dadurch siekombiniert siekombiniert die Vorteile, stellt jede Technologie.
Die Energie der Lichtmikroskopie ist, dass sie zu den Zellen und zu lebenden Geweben sehr leicht ist, aber kann die Molekularniveau Informationen nicht zur Verfügung stellen, die eine Elektronenmikroskopdose. Jedoch werden Elektronenmikroskope auf non-living Proben eingeschränkt. Helle Mikroskope haben auch den Vorteil von vorgewählter Sichtbarmachung der Strukturen extrem ermöglichen, mit dem Ergebnis einer hohen Stufe der molekularen Besonderheit. Entsprechend Ross ist ein Ziel der Nikon-JEOL Teilhaberschaft, Technologien, z.B., dynamische Ereignisse der Darstellung mit der Proteinbesonderheit vorbei zu überbrücken, die in den confocal oder Super-entschließung dynamischen Ereignissen allgemein ist, erhält unten Molekularniveau Entschließung allgemein für Elektronenmikroskopie und erzielt dann eine andere Größenordnung Entschließung über, was hinaus mit hellen Techniken gewöhnlich anwesend ist.
Finanzierung und Stellenbesetzung
Vor genossen Nichtgraduiert- und Absolventprogramme im STAMM einen Zeitraum der hohen Einschreibung einer ungefähr Dekade, vor weg fallen und heraus ebnen. Entsprechend Council 2012 des Präsident der Berater auf Wissenschaft und Technologie berichten Sie über STAMM-Ausbildung, die US muss den Anteil Kursteilnehmern erhöhen, die Nichtgraduierte Grad auf den STAMM-Gebieten beträchtlich über Tageskursen empfangen, um die Nation zu behalten? s-Vorzug in der Wissenschaft und in der Technik (S&E).
Der Präsident? Etatsuchvorgänge s-2015, zum dieses Punktes mit einer Zunahme von 3.7 Prozent oder $2.9 Milliarde, der Programme über der Bundesregierung auf STAMM-Ausbildung teilweise anzusprechen. Die entscheidenden Fragen, die adressiert werden, umfassen: 1) einziehend, Vorbereiten und Unterstützungstamm-Lehrer, den Präsident voranzubringen? s-Ziel des Vorbereitens von 100.000 STAMM-Lehrern bis zum 2021 ($40 Million); 2) Unterstützung mehr Stamm-fokussierter Schulbezirke ($110 Million); 3) Nichtgraduierter STAMM-Ausbildung durch die Erhöhung des Zurückhaltens der Nichtgraduierter STAMM-Majoren und die Vergrößerung des Nichtgraduiertunterrichts verbessernd und das Lernen ($118 Million); und 4), investierend in der Durchbruchforschung und -unterstützung risikoreich, Hochbelohnung Forschung auf zukünftigen STAMM-Technologien ($50 Million). Der Schlüssel zum Verbessern der Rohrleitung der zukünftigen Laborfachleute liegt in den Anstrengungen, die unternommen werden, um junge Kursteilnehmer vor dem Punkt in ihrer Ausbildung zu erreichen, wenn sie anfangen, Karrierewahlen zu betrachten.
Sind nicht nur Labors unterbesetzt, aber nach Ansicht der Antwortenden der Laborausrüstungsübersicht, beschäftigen Labormanager auch ungeschulten Arbeitskräfte. Während neue Technologien entwickelt und verbessert werden, ändert der Bereich der Laborarbeit fortwährend. Während dieses Arbeitskraftherausforderungen jetzt darstellt, stellt es auch Gelegenheiten dar, gegenwärtige Ausbildungsinitiativen und -programme zu ändern und in der Vorbereitung von morgen weiter zu investieren? s-Arbeitskräfte. Der Etat 2015 stellt $333 Million zu den StützStudent im Aufbaustudiumenforschern, mit Extra$7 Million für die National Science Foundation (NSF) zur Verfügung um ein neues Programm zu starten, das Preise zu den Universitäten zur Verfügung stellt, die neue Konzepte zu den Trainings-Studenten im Aufbaustudium erforschen.
Während es? s unmöglich, Finanzierung 2024, Präsident Obama vorauszusagen? Etat s-2015 gibt einer guten Idee was, im kommenden Jahr zu erwarten. Der Etat schlägt $135.4 Milliarde für Bundes-R&D, eine Zunahme von $1.7 Milliarde oder 1.2 Prozent, von 2014 vor. Die Zunahme ist und nicht genug, geringfügig jenen Labors höchstwahrscheinlich erheblich zu helfen, die unterfinanziert sind; aber nach ebnet die 2013 Absonderung, jede mögliche Zunahme wird begrüßt.
Spezifisch empfängt die nationalen Institute der Gesundheit eine Zunahme von $200 Million über seinem Niveau 2014 bis $30.2 Milliarde; und NSF empfängt eine 1-Prozent-Zunahme bis $7.3 Milliarde für das Jahr. Die Bundes-Investition in der grundlegenden und angewandten Forschung erhöhte gerade 0.4 Prozent bis $64.7 Milliarde. Unterdessen beläuft sich die Bundes-Investition in der Entwicklung $68.0 auf Milliarde, eine Zunahme von 2.3 Prozent, die mit 2014 Niveaus verglichen werden. Finanzierung für R&D-Infrastruktur, einschließlich Anlagen und Investitionsgüter, ist hinunter $121 Million bis $2.6 Milliarde.
Technologietendenzen
Gartner Analytiker gaben vor kurzem ihre jährlichen Technologietendenzen der Oberseite 10 frei, die für die meisten Organisationen 2015 strategisch sind. Während die Liste solche Sachen wie umfaßt? überall rechnen? und? das Internet von Sachen? die interessanteste Tendenz mit Laborimplikationen ist- 3-D Drucken. Entsprechend Gartner wird weltweiter Versand der 3-D Drucker erwartet, um 98 Prozent 2015 zu wachsen, gefolgt durch eine Verdoppelung des Maßeinheitsversandes 2016. Prognosen erwarten 3-D Drucken, um einen neigenden Punkt in den folgenden drei Jahren zu erreichen, während der Markt für verhältnismäßig preiswerte 3-D Druckenvorrichtungen fortfährt, schnell zu wachsen und industrieller Gebrauch erheblich erweitert. Neue industrielle, biomedizinische und Verbraucheranwendungen fahren fort, zu zeigen, dass 3-D Drucken realen, entwicklungsfähigen und kosteneffektiven Mittel, Kosten durch verbesserte Entwürfe zu verringern, eine stromlinienförmige Erstausführung und eine kurzfristige Herstellung ist.
? Die Zahlen sind vermutlich sogar größer als die? Joshua Pearce, außerordentlicher Professor der Technik an der Michigan-Technologie Univ und 3-D Druckenguru, erklärte Laborausrüstung. ? Der Schlüssel zur Expansion ist massive Kosteneinsparungen und die Fähigkeit, wie nie vorher besonders anzufertigen.?
Gerade vor einigen Jahren, waren 3-D Drucker ein teurer Luxus, dem sehr wenige Labors und sogar wenige Verbraucher das Vergnügen des Arbeitens mit hatten. Schnelle Vorwärtsfünf Jahre und ein 3-D Drucker moderne $500 können hochwertigere Werkzeuge als $20.000 von Jahren vorüber drucken.
Ein Primärprodukt trieb diese Expansion an: das RepRap Projekt. Angesiedelt in Großbritannien, wurde RepRap die erste Öffnenquelle, DIY der 3-D Hauptdrucker, der für die Öffentlichkeit an niedrigen Kosten vorhanden ist. Anstelle von den Herstellern, die einige hundert Ingenieure haben, arbeiten Sie an Entwürfen und Innovationen, jetzt die gesamte weltweite Technikgemeinschaft konnten an der Geschichte teilnehmen. Tausende von Leuten haben zum Projekt in den Jahren und im Allgemeinen zu jedem Monat beigetragen, kommt eine neue Druckerversion heraus, die weniger Teile hat, einfacher, zusammenzufügen ist und schneller und besser ist.
? Ich denke, dass Labors einer der ersten Plätze, die 3-D Drucker sich weitgehend zeigen, sind? besagtes Pearce. ? Viel Ausrüstung muss kundenspezifisch angefertigt werden und errichtet werden, und sie ist im Allgemeinen. sehr teuer?
Letztes Jahr veröffentlichte Pearce ein Papier in PLOS eins, das fand, dass Laborkosten durch 98 Prozent soviel wie geschnitten werden könnte, wenn man handelsübliche Ausrüstung durch die Alternativen ersetzte, die durch einen 3-D Drucker erzeugt wurden. Entsprechend dem Journal war es der zuerst bekannte Versuch, diese Art der Annäherung zur Laborausrüstung auf ein gesamtes Labor zu prüfen. Zusätzlich zu den Kosteneinsparungen sind Massenkundenbezogenheit und Flexibilität zusätzlicher Nutzen des 3-D Druckens.
? Es? s-Gesamtsteuerung des Prozesses? besagtes Pearce. ? Jeder Wissenschaftler bildet kundenspezifisches labware, und das bezieht normalerweise, zur Maschinenwerkstatt zu gehen mit ein oder eine Spitze des Geldes durchaus zu zahlen. Wenn Sie etwas drucken, erhalten Sie genau, was Sie wünschen. Sie? Rec$versuchen nicht, kleines, mittleres oder großes zu kaufen, können Sie etwas zwischen dem drucken passen Ihr genaues Experiment. Forscher können Experimente besonders anfertigen und sie Funktion sogar besser bilden als, was mit Handelsausrüstung getan werden kann.?
Z.B. teamed Pearce mit einem Biotechnologielabor auf Campus und stellte eine Öffnenquellenspritzepumpe für Pennys auf dem Dollar her. Anstatt, ein Experiment auf einmal zu tun, kann das Labor 12 Experimente für die gleichen Kosten jetzt gleichzeitig tun.
Während die Mehrheit einen Labors nicht z.Z. 3-D Drucker haben, hat es eine dramatische Zunahme in der Literatur dieses Jahr alleine gegeben. Pearce sagt, dass er Entwürfe für alle Arten Testgerät gesehen und vor kurzem liefert hat, das Glauben zu Gartner verleiht? s-Hypothese einer 98-Prozent-Zunahme.
? Ich denke, dass jeder einen 3-D Drucker hat? besagtes Pearce. ? Sobald Sie Zugang bis einen haben, ändert er die Weise, die Sie denken. Die Öffnenquellenbeschaffenheit der 3-D Drucker kann uns ermöglichen, zu diesem Nirwana der Wissenschaft, in dem zu kommen alle wir. zusammenarbeiten?
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