تجهیزربات ها برای کمک به تحقیقات پزشکی (بخش دوم)

افزایش مقیاس

در اوایل قرن 21، آلرگو و دیگر تکنولوژی هایی که بر اساس تجمیع تکنیک کار می کنند، سبب غلبه بر بسیاری از مشکلاتی می شود که با جابجا کردن میکروپلیت ها به خط پایین در روندهای پیاپی اتفاق می افتد، هر حرکت فقط یک مرحله از ارزیابی می باشد. سرعت می تواند با بزرگ کردن هر مرحله، متغییر باشد که از 96 میکروپلیت به 384، و هم اکنون به 1536 میکروپلیت، افزایش داده است.

قابلیت تازه ی ربات ها ، غربالگری زیاد پلیت ها بدون نظارت است که راه را برای افزایش کمیت غربالگری هموار می کند که می تواند هر ترکیب آزمایشگاهی با هر غلظتی را مورد آزمایش قرار دهد.

حداکثر تاثیر و کوچک سازی این غربالگری ترکیبات، به طور فرض حجم انجام ارزیابی های برپایه ی سلولی و بیوشیمیایی در کتابخانه ها بیش از 100 هزار ترکیب، آزمایش شده بین 700 هزار و 2 ملیون نمونه در یک ساعت می باشد.

به هرحال، در حقیقت کارخانه های کمتری وجود دارند که به غربال تعداد زیادی از ترکیبات در روز نیاز داشته باشند، با وجود هزینه هایی که باید در قبال واکنشگرها، کشت سلولی، میکروپلیت و انواع پیپت متحمل شوند همانطور که باید برای زمان تحلیل و تنظیم اطلاعات استفاده کنند.

زمانی که شما به سرمایه های لازم برای زیرساخت ها توجه می کنید، ربات ها می توانند یک اسباب بازی گران کوچک به نظر برسند.

کرایه ی ربات ها

در اویل قرن 21، تعداد کارخانه هایی که به افزایش برونده غربالگری، ارزیابی ارتقاء و غربالگری، تحلیل اطلاعات و دیگر فعالیت های آزمایشگاهی می پردازند، افزایش یافت.

استفاده از چنین ژن های آزمایشگاهی قراردادی بعد از اینکه آنها پرداخت قانونی به اکتشافات را متوقف کردند، بیشتر رایج شد. چنین آزمایشگاهی توانایی را با برگشت زمان فوق زیاد مبادله می کنند، کارکرد 7/24 در افزایش ظرفیت غربالگری ربات ها.

برخی کارخانه های دارویی و بیوتک آغاز می کنند به غربالگری داروهای خارج از منبع، حفظ ارزش بالا، غربالگری ثانویه ی مناسب بیشتر، برای افزایش موفقیت تیمشان.

به هر حال، این اهداف با تکنولوژی های جدید، اضافی خواهند بود.

تفنگ در مقابل تفنگ ساچمه ای

به طور ضروری، غربالگری کلی با استفاده از تفنگ ساچمه ای می باشد، با استفاده از ربات هایی که تعداد زیادی از ترکیبات شیمیایی را به سمت بیماری زاها پرتاب می کنند که در صورتیکه بی رویه رشد می کنند آنها متوقف و یا محدود کند. ظرفیت آن شگفت انگیز است، اما قیمت آن بسیار گران بوده و نسبت موفقیت آن تا حدودی پایین است.

یک نوع ربات پیچیده تر، که الگوی عملکرد آن، غربالگری می باشد، یک تفنگ با هدف به کار بردن ملکول های اختصاصی بر پایه ی فلورسانس است که فوایدی برای کلاس های پیچیده ی واکنش گر ها خواهد داشت.

غربالگری حجم بالا توانایی انجام چندتایی کردن است، به همراه تحلیل تصویر و مدیریت اطلاعات، معنا کردن اطلاعات و واقعی سازی اطلاعات. تمام این ها به محققان کمک می کند که بر اطلاعات زیستی و ژنتیکی تمرکز کرده و تصمیمات هدفمند تری بر ارزیابی اطلاعات داشته باشند.

آخرین تکنولوژی این هدفمندی را بیشتر محقق کرده است. روبات هادسان اخیرا مشخص کرده است که چیزی که با عنوان غربالگری با تاثیر بیشتر می شناسیم، برای ملکول های کوچک تر و آنتی بیوتیک ها نیز مورد استفاده باشد.

غربالگری با تاثیر بالا از الگوریتم خاصی برای جمع اوری کردن فهرست های نمونه های کتابخانه ای استفاده می کند که غربال شده و مورد آزمایش قرار می گیرند. از اینجا به بعد به عهده ی رباتی خواهدبود که ملکول ها در آن بسته بندی شده و با ارزیابی های مناسبی غربال می شوند.

هر ملکولی که به منظور فعال شدن یافت می شوند، برای افزایش مدل و روند استفاده می شوند تازمانی که استفاده کننده لیستی از هر دو نوع ملکول فعال و ملکولی که ممکن است برای تحقیقات بعدی دسته بندی ترکیبات و هدایت ساخت آنالوگ های بهینه مورد استفاده قرار گیرند، به دست آورد.

در آزمایش اولیه بر ترکیبات ناشناخته ی اطلاعات،  هادسان ابتدا غربالگری با تاثیر بالا را انجام داده تا اکثریت محدودکننده های شناخته شده از 10 نوع مختلف اهداف سلولی مورد شناسایی قرار دهد پس از غربال زیر 10 درصد یک کتابخانه، آن شامل 80 هزار ملکول متنوع خواهد بود.

گرایش ربات ها در آینده

با وجود گذشت 3 دهه از اولین استفاده از ژن های آزمایشگاهی، مشخص است که این تکنولوژِ همچنان نوپاست. به نظر می رسد که ربات ها در تحقیقات زیست پزشکی امروز بسیار فراگیر هستند اما آنها راه طولانی ای برای پیشرفت خواهند داشت.

ربات ها نمی توانند به راحتی با انسان ها همزیستی داشته باشند، و نیاز دارند که در یک محیط بسته و امن کار کنند. موسسه فرانهوفر این جنبه را مورد مطالعه قرار داده و لیزا را طراحی کرد. یک نمونه ی اولیه از آزمایشگاه سیار با پوست حساس به لمس و سنسورهای قلب برای انتقال ضربان به انسان و برعکس.

اما لیزا همانند فلایر بزرگ است، فلایر یک زیست دارو، 3Dپرینت و نانوتکنولوژی بسیار کاربردی است. یک نیم نگاه به امکانات پیشنهاد شده توسط ربات اینچوورم، به وسیله ی دانشگاه کلومبیا، به پیش تازی رسیده است.

ژن های زیستی مانند این، یا عنکبوت های دی ان ای در دانشگاه نیو یورک و دانشگاه میشیگان از لحاظ امکانات کمی فراتر هستند، شاید در ابتدا کمی ترسناک باشند اما زمانی که در پشت صحنه ی کارهای آزمایشگاهی حرکت می کنند ، به سمت اتاق کار یا حتی پایین تر به سمت محدوده ی ملکولی، قابل توجه خواهند بود.