A jegyzetfüzetek digitalizálódnak

Az elektronikus laboratóriumi jegyzetfüzetek megváltoztatják sok tudós információkezelését. Ezek a jegyzetfüzetek, röviden ELN-ek, a kísérletek részleteit és adatait rögzítik, amelyek teljes mértékben kereshetők a kísérleteken belül és azok között. Emellett automatikusan képesek harmadik féltől származó információkkal ellátni a tudósokat.

A nagy ELN-cégek az elmúlt két-három évben aktívan részt vettek fúziókban és felvásárlásokban, és kisebb cégeket karoltak fel, hogy segítsék őket portfóliójuk bővítésében. A legnagyobb gyártók olyan eszközöket fogtak össze, amelyek nemcsak adatrögzítést, hanem adatelemzést és adatvizualizálást is biztosítanak – jegyzi meg John Trigg, a PhaseFour Informatics ELN-tanácsadója. Ez lehetővé tette számukra, hogy olyan platformot kínáljanak, amelyhez csatlakoztatható.

“Az ELN-ek eltávolodnak a tudományágspecifikus jellegtől, és a moduláris megközelítés felé mozdulnak el, ahol van egy általános mag, a szerzői eszköz, de más típusú funkciókat is be lehet illeszteni, amelyek megfelelnek a kémiai, biológiai és minőségbiztosítási követelményeknek” – magyarázza Trigg. A legnagyobb szereplők az IDBS, a CambridgeSoft (a PerkinElmer tulajdonában) és az Accelrys, de számos kisebb szereplő is kínál ELN-eket, amelyeknek vannak szép funkciói.

Az ár hatalmas kérdés az akadémiai szféra számára

Az ELN-ek az egyes tudományágaknak szánt asztali eszközökből, illetve a papíralapú laboratóriumi jegyzetfüzetet másoló általános szerzői eszközökből fejlődtek ki. Az eredmény egy vegyes termékcsalád lett, amelynek egy része más informatikai eszközökbe, például laboratóriumi információkezelő rendszerekbe (LIMS), tudományos adatkezelő rendszerekbe és laboratóriumi végrehajtási rendszerekbe ütközik. A konvergencia némi zavart okoz az ügyfelek számára, de lényegében az ELN-t vásárlók a “papírmentes laboratórium” felé haladnak, ahol az ELN integrálódik más laboratóriumi rendszerekkel.

A nagy gyógyszergyárak voltak az ELN-ek korai alkalmazói, de a kisebb biotechnológiai cégek, egyetemi laboratóriumok és általában a kisvállalatok óvatosabbak voltak. Emellett egyes ELN-ek nagyobb csomagok részét képezik, amelyek megvásárlása és fenntartása az informatikai támogatással együtt költségesnek tekinthető.

Accelrys/Contur

A svédországi Stockholmban található Karolinska Institutet (KI) 2008-ban egy belső ellenőrzés során felfedezett néhány kulcsfontosságú problémát, és úgy döntött, hogy a papíralapú jegyzetfüzetek hátrányt jelentenek. A jegyzetfüzetek nagy része kinyomtatott és beillesztett elektronikus nyomtatványokat tartalmazott, ami visszásnak tűnt. Cecilia Bjorkdahl projektmenedzser szerint a KI egyes kutatócsoportjai már használtak ELN-eket; ez általában azután történt, hogy egy akadémikus egy biotechnológiai vagy gyógyszeripari vállalatnál dolgozott, majd visszatért az egyetemre. “Tovább akarták folytatni a korábban használt e-dokumentációt” – magyarázza.

Az egyetem összefogott két svédországi orvosi egyetemmel, és a Contur iLabbert választotta. ‘Voltak epidemiológusaink, vegyészeink és minden, ami a kettő között van, így szükségünk volt valamire, ami nem túl specifikus’ – mondja Bjorkdahl. ‘Ráadásul itt kaptuk a legtöbbet a pénzünkért’. Az ELN-szolgáltatók elismerik, hogy az ár óriási kérdés az akadémiai intézmények számára, és az KI úgy döntött, hogy a Contur értéket kínál. ‘Néhány más rendszer, amelyet megnéztünk, legalább kétszer olyan drága volt, és az volt a benyomásunk, hogy sokkal több folyamatos munkát igényelnek’. Azt mondja, hogy az általuk elfogadott rendszer viszonylag kevés karbantartást igényel, és informatikai szempontból az egyik legkönnyebben kezelhető volt. Eddig körülbelül 1800-an használják a Contur ELN-t az intézetben a lehetséges 4500-ból.

Mégis vannak árnyoldalai. “Ez egy out-of-the-box termék” – mondja Bjorkdahl – “így ez némi hátrányt jelent, amikor a rendszert a különböző csoportokra kell szabni, és egyeseknél jobban működik”. A változatos informatikai környezet kezdetben problémákat okozott, és az ELN-szállítónak nagyobb figyelmet kellett fordítania a Mac-ek követelményeire, amelyek a felhasználói felületek 20-30%-át tették ki. Egy szerverről elérhető kliensverzió állt rendelkezésre, de a problémák arra ösztönözték a vállalatot, hogy kifejlesszen egy webes verziót, amely független a PC-től és a Mac-től. Panaszok érkeztek a szövegszerkesztő eszköz rugalmasságával kapcsolatban, amin azóta már dolgoztak, és időbe telt, amíg megszervezték, hogy ki mit és mikor láthasson az ELN-en belül.

A Conturt 2011 májusában felvásárolta az Accelrys, ami némi találgatáshoz vezetett az ELN jövőjével kapcsolatban. Thomas Rozlucki az Accelrys-től azonban azt mondja, hogy a Contur ELN kényelmesen megfér a saját notebookja mellett. “Jelentős munkát végeztünk a Contur terméknek az Accelrys vállalati platformjába való integrálása érdekében” – mondja. A nagyobb vállalatok az Accelrys platformot használhatják, míg a vállalkozók, beszállítók vagy partnerek talán a Contur ELN-t választják. ‘Az Accelrys ELN például nagyon erős műszerintegrációval is rendelkezik, és már régóta alkalmazzák szabályozott környezetben, ami megkülönbözteti a Contur ELN-től’ – magyarázza. Megfelelési okokból a nagy gyógyszergyártóknak szükségük van az ELN-ekkel integrált műszerekre az analitikai és a technológiai kémiában. Az Accelrys notebookot, korábban Symyx, kifinomult, vállalati ELN-nek tekintik.

Az Accelrys kedvezményes akadémiai árat kínál a Contur ELN-re: 120 dollár (~80 font) 12 hónapos előfizetés esetén. A cég szerint, amely a Yale Egyetemet, a Carlsberget és a Heinz-et nevezi meg ügyfeleiként, egy órás képzés is elegendő. A kémiai szerkezeteket és reakciókat saját fejlesztésű kémiai rajzeszközökkel rögzítik. Bjorkdahl szerint ez lehetővé teszi számukra a teljes kutatási folyamat dokumentálását, beleértve a döntéshozatalt is, amely új irányokba viszi a kutatást.

IDBS

A brit Cambridge-i Egyetem kémiai tanszéke már évek óta használja az IDBS E-WorkBook ELN-jét. Tim Dickens informatikai vezető szerint a vállalatot jó szereplőnek tartják a kémia és a transzlációs orvostudomány területén, de azt mondja, hogy az ELN-ek behatolása az akadémiai szférába nagyon hiányos volt. Szerinte a megtérülés egyértelmű, mivel “a jegyzetfüzetbe firkált információkat – a Cambridge-ben Isaac Newton óta használt technológiát – felváltja egy elektronikus rendszer, amelynek számos előnye van, például a kísérletek megismétlésének elkerülése, a különböző műszerek eredményeinek összekapcsolása és az eredmények megkeresése a feljegyzéshez”. Hozzáteszi, hogy az IDBS rendszere nagy teljesítményű, és népszerűnek bizonyult azoknál a csoportoknál, amelyek időt fektettek annak megértésére.”

A hagyományos ELN-től az adatkezelés, számítás és elemzés felé mozdulunk el

Az IDBS szerint az E-workbook rendkívül jól adaptálható, hogy megfeleljen minden kutató igényeinek, bármely kutatóbiológustól a gyógyászati vagy szintetikus kémikusig. Rendelkezik egy ChemBook alkalmazással is, amely az E-workbook platformon helyezkedik el, és kibővíti annak funkcionalitását speciális keminformatikai képességekkel, amelyek lehetővé teszik a különböző kémiai adattípusok gyors és biztonságos rögzítését, megosztását, megjelenítését és keresését. Jonathan Davies, az IDBS munkatársa szerint az alap E-workbook egy “olyan termék, amelyhez sajátos ízeket adhatunk hozzá, hogy megfeleljen bizonyos területeknek”. A ChemBook hozzáadja a reakció megértésének, a keresésnek és a vegyésznek megfelelő munkafolyamatok elvégzésének képességét.

“Elmozdulunk a hagyományos ELN-től, amely a papíralapú laboratóriumi jegyzetfüzetet helyettesítette, és inkább az adatkezelés, a számítás és az elemzés területe felé haladunk” – mondja Davies. Egy másik fontos trend, amelyet több ELN-szállító is megfigyelt, az egyszerű használatra való összpontosítás, amelyet részben az egyszerű, intuitív kezelőfelületek idéznek elő, amelyeket sokan már megszokták az olyan termékeken, mint az okostelefonok és a táblagépek. “Az ELN-ek olyan eszközök, amelyeket az emberek minden nap használnak. Ezért nagy hangsúlyt fektetünk a felhasználói felület kialakítására, hogy a lehető legegyszerűbb és legegyszerűbb legyen” – mondja Davies.

Az IDBS-rendszer egyik hátránya, mondja Dickens, hogy az Oracle rendszeren fut, ami “technikailag elég drága és bonyolult csomag. Jó lenne, ha egy alternatív rendszert használna, például a Postgress nyílt forráskódú adatbázis-rendszert.”

A másik probléma Cambridge-ben a diákok által használt eszközök sokfélesége volt: az emberek Linuxot, Macet, PC-t, saját laptopot és egyebeket is használtak. Dickens egy teljesen működőképes webes felületet szeretne, beleértve azt is, hogy a molekulákat különböző kémiai rajzolócsomagok használata nélkül lehessen rajzolni. Elmondása szerint az IDBS-től már elérhető egy webképes ELN, amelyet jelenleg fejlesztenek.

“A termékünk valójában egy PC-s változat, de folyamatosan egyre több funkciót helyezünk át a webre egy különböző platformokat támogató webes felülettel” – magyarázza Davies. Elismeri, hogy az egyetemek kihívást jelentő környezetet jelentenek, de azt mondja, hogy rendszerük számos előnnyel rendelkezik néhány más ajánlattal szemben. “A háttértár egy Oracle adatbázis. Ennek előnye a biztonságban, a skálázhatóságban és a teljesítményben rejlik”. Az IDBS ChemBook a Total Petrochemicals és a BASF ügyfelei között tartja számon.

Richard Whitby a Southamptoni Egyetemen több ELN-t is megnézett, és az IDBS rendszerét tartja “a legjobbnak” a tudományos életben, és tapasztalatai szerint a megfelelő infrastruktúrával és képzéssel ez egy jó rendszer.

CambridgeSoft

A PerkinElmer egy körülbelül két évvel ezelőtti felülvizsgálatot követően úgy döntött, hogy bővíti informatikai üzletágát, és 2011 márciusában felvásárolta a CambridgeSoftot. ELN-je piacvezető, az E-Notebook for Chemistry pedig azt ígéri, hogy minden iparágban kielégíti a kutató vegyészek igényeit. “Az E-notebook ugyanaz a termék, bármilyen iparágnak is adjuk el. A felhasználók aztán megvásárolják az alkalmazásspecifikus kiegészítő modulokat. Mindezek a részek egy olyan platformba illeszkednek, amelyet Ensemble for Chemistry-nek nevezünk” – mondja Clive Higgins, a PerkinElmer marketing alelnöke.

“A PerkinElmer az adatok létrehozásával foglalkozik, és stratégiai lépést tett, hogy felvásárolt néhány vállalkozást, és ezeket az adatokat ELN- és LIMS-technológiákon keresztül kezeli. A következő probléma az adatok elemzése, értelmezése és vizualizálása” – mondja. A CambridgeSoft ügyfeleinek többsége az elülső oldalon PC-ken és Windowson, a hátsó oldalon pedig Oracle-kiszolgálókon keresztül telepít. A Harvard Egyetem, a kisebb biotechnológiai cégek és a nagy gyógyszergyárak az ügyfelek.

A kémiai notebookjába beágyazott komponens például a ChemBioDraw, amellyel a vegyészek reakcióterveket készíthetnek; az ELN automatikusan generálja az Iupac neveket és a sztöchiometriai táblázatokat, kémiai alkalmazásai pedig a kémikusok munkafolyamatába integrált központi központot ígérnek a tevékenységek számára. A vállalat szerint az ELN segítségével rögzített adatok kereshetők és elemezhetők a ChemBioViz segítségével, amely opcionálisan összekapcsolható a Spotfire-rel a hatékony vizualizáció és elemzés érdekében.

“A webalapú ELN-ek általában kifogynak a lehetőségekből, amikor több száz felhasználóhoz jutunk el. Képességeink és az Oracle-lel való együttműködésünk azt jelenti, hogy termékünk bizonyítottan skálázható” – mondja Higgins.

Nem mindenki van elragadtatva. Whitby például arra panaszkodik, hogy a CambridgeSoft “a múltban nem mutatott valódi elkötelezettséget, és nagyon rugalmatlannak bizonyult a kísérleti projektek tekintetében”.

A Cambridge-i Dickens azonban pozitívabb. “Van néhány ember, aki az egyfelhasználós verziót használja, és úgy tudom, hogy intuitívnak találják a kezelőfelületet, amely tiszta és világos információt nyújt az induláshoz. És van egy kémiai leltárrendszer is. A szintetikus kémiában dolgozóknak nem feltétlenül van szükségük az IDBS által kínált gazdag funkciókra.

Más szereplők

A nagy szereplők rendszereinek beállítási ára 25 000 dollár körül lehet. Ez az összeg más ligába sorolja őket, mint amit a kis cégek vagy laboratóriumok esetleg szem előtt tartanak. Suhaib Siddiqi a ZS Genetics technológiai alelnöke, egy kis genomikai biotechnológiai vállalat az amerikai Massachusettsben, amely többféle ELN-t is tesztelt. Siddiqit aggasztja, hogy egyes noteszgépek túl sok támogatást igényeltek: “Nem akarom, hogy a vegyészeim az informatikusokhoz rohangáljanak. Mi egy induló vállalkozás vagyunk. Egy elfogadható árú, jól megtervezett terméket akartunk” – mondja.”

Siddiqi a ChemBytes Espresso ELN mellett döntött, amelyet szerinte 15 perc alatt lehet telepíteni és használni. A termék megalkotója Stefan Abrecht, aki a ChemBytes megalapítása előtt 20 évig dolgozott technológiai vegyészként az iparban. Az Espresso a szerves kémikusokat célozza meg, beleértve a polimer- és fémorganikus kémikusokat is. “Ez nem annyira a formulázási munkákhoz készült programcsomag” – mondja Abrecht, aki úgy fejlesztette ki az ELN-t, hogy egyszerűen telepíthető és intuitívan használható legyen. Kizárólag PC-vel való munkához érhető el.

Az Espresso futtatásához nincs szükség szerverre, 129 dollárba kerül, és minden funkció helyben van beépítve, beleértve a reakció alstruktúrák keresését is. Abrecht szerint vonzó azok számára, akik nem rendelkeznek a szerver-infrastruktúrához szükséges erőforrásokkal. “Az én alkalmazásomat az különbözteti meg, hogy a kísérleti protokollra összpontosít. Számomra elképesztő, hogy olyan termékeket látok, amelyekben kis szövegdobozok vannak a protokoll megadására. Ez az ELN szíve, ezért az Espresso ELN egy magasan funkcionalizált protokollszerkesztővel rendelkezik, amely egy anyagadatbázissal van összekapcsolva, a háttérben tárolt sztöchiometriai adatokkal” – mondja. Az Espresso automatikusan képes a különösebb sorrend nélkül hozzáadott projektkísérleteket egy összefüggő grafikus reakciótervbe rendezni és összefoglalni. Siddiqi azt mondja, szeretné, ha a rendszer több biológiai képességgel bővülne.

A másik alternatíva a nyílt forráskódú ELN; a GGA Software Services-t választották a Pfizer belső ELN-jének nyílt forráskódú változataként, az Indigo kifejlesztésére, forgalmazására és terjesztésére. A GGA már évek óta együttműködött a Pfizerrel az eredeti ELN támogatásában és karbantartásában. Az Indigo rendkívül jól konfigurálható és bővíthető. Támogatja a Linux, Windows és Mac OS X rendszereket.

“A Pfizer több ezer kémikusának több éves közreműködésével fejlesztették ki” – mondja Richard Golob, a GGA munkatársa – “így ez egy kipróbált és bevált platform”. Elmondása szerint a GGA segít az ELN karbantartásában, testreszabásában és konfigurálásában a vállalatok számára. Golob nagy lehetőségeket lát arra, hogy az Indigo-t külső partnerek, laboratóriumok és a nagy gyógyszergyártókkal együttműködő vállalkozók is használhassák, és olcsó kémiai ELN-t kínáljanak. Siddiqi fontolóra vette az Indigo használatát, de úgy gondolta, hogy túl bonyolult ahhoz, amire nekik szükségük van, de másoknak megfelelhet.

Tucatnyi más lehetőség van. Az Agilent, egy műszergyártó cég, egy felvásárlás révén lépett be az ELN térbe, és kínál egy terméket, az OpenLAB ELN-t, amely képes kezelni a műszerekről érkező adatokat. Egy másik a Dotmatics, amely az adatelemzés területéről érkezett, és az adatok rögzítésének és elemzésének eszközeként egy ELN-t is felvett a portfóliójába. A RURO-tól származó Sciency ELN egy további lehetőség. A vállalat szerint ez egy skálázható, integrált kutatási környezet az adatok kezelésére és megosztására, amely racionalizálhatja a laboratóriumi folyamatokat. Végül, vannak más nyílt forráskódú szoftverek is, amelyeket a Southamptoni és a Manchesteri Egyetem fejlesztett ki (LabTrove és Myexperiment).

Nagy kép

Néhány ELN-szállító kínál ingyenes próbaverziót, és ezt mindenképpen érdemes megfontolni, amikor az ELN-platform mellett döntünk. A költségek és a kifinomultság változó, de a nagy gyártók árai között nincs óriási különbség, mondja Trigg. “A legtöbb nagy rendszer elég kifinomult, de ahhoz, hogy az Ön egyedi igényeihez igazítsuk őket, konfigurációra van szükség” – teszi hozzá, ami költséges és bonyolult lehet. Trigg azt tanácsolja a leendő ügyfeleknek, hogy kérjenek becsült teljes tulajdonlási költséget egy bizonyos időszakra, mondjuk öt vagy tíz évre vonatkozóan. Biztos benne, hogy az ELN-ek a következő évtizedben kiszorítják a papír jegyzettömböt a laboratóriumokból.

Nem hiszem, hogy a következő 10 évben bármelyik laboratórium még mindig papírt akar majd használni, mivel az integrált, végponttól végpontig tartó üzleti folyamatok felé törekszünk, amelyek zökkenőmentesen kapcsolódnak az információáramláshoz” – mondja. “Az egésznek van egyfajta elkerülhetetlensége.”

Anthony King tudományos szakíró az írországi Dublinban

A trend követése

Michael Elliot az Atrium Research tanácsadó csoporttól a Chemistry Worldnek az ELN-ek piaci trendjeiről beszél

Q. Milyen konkrét trendek alakultak ki az ELN-piacon az elmúlt néhány évben?

Piaci és termékszempontból egyaránt több trend is megfigyelhető. A biofarmában a piac egyértelműen sokkal inkább a downstream felé mozdul el, olyan területek felé, mint az analitikai kémia, a biológiai gyógyszerek fejlesztése és a minőségügy. Más szegmensekben az ELN elterjedése az olyan ágazatokban, mint az élelmiszer- és italgyártás, a fogyasztási cikkek és a vegyipari gyártás (nem gyógyszeripar), felgyorsul, hasonlóan a LIMS-eknél az 1980-as évek végén és az 1990-es évek elején tapasztalt trendekhez.

Mindkét trend különböző dimenziókba kényszeríti a gyártókat – megpróbálják egyszerűsíteni a termékeket, hogy szélesebb közönségnek feleljenek meg, ugyanakkor további funkciókkal bővítik azokat, például a fejlesztéshez és a minőségügyhöz szükséges minta- és eredménykövetéssel. A LIMS-szerű funkciók ELN-be való konvergenciájának ez a tendenciája valójában növelheti a termék összetettségét.

Q. Hogyan tudták kielégíteni a kisvállalatok és/vagy az akadémiai intézmények igényeit az ELN-szállítók?

Itt különválasztanám a kisvállalatokat és az akadémiai intézményeket. A kisvállalatok már a kezdetektől fogva befogadták az ELN-t, és sokféle lehetőség közül választhatnak. Az akadémiai szféra más tészta, ahol az elfogadás alacsony. Bár a nagy intézmények bevezették az ELN-t, ez a teljes akadémiai piac kis részét teszi ki, ami kevesebb mint 10%-os elfogadási arányt eredményez.

A nagyobb probléma az akadémián az általános vonakodás az ELN bevezetésétől az oktatás nagyon korai szakaszában

A problémák meglehetősen összetettek ebben az ágazatban. A legtöbb intézménynek nincs szüksége a legtöbb termék által biztosított szellemi tulajdonvédelmi eszközökre. Az igény az együttműködés szempontjából jelentkezik, és számos “ELN-szerű” eszköz áll rendelkezésre, amelyeket lehet használni – némelyikük akár ingyenes is. Tehát, míg egyes csoportok nem használnak ELN-t, addig más eszközöket használhatnak, amelyek biztosítják a szükséges funkciókat.

A nagyobb probléma, amit az akadémián látok, az az általános nem hajlandóság a változtatásra és az ELN bevezetésére a tanítás nagyon korai szakaszában. Igen, vannak költségproblémák, de számos szolgáltató kínál nagyon alacsony árú megoldásokat oktatási célokra. Ez inkább abból az ellenállásból fakad, hogy nem értik meg a technológia fontosságát – különösen a szintetikus kémia esetében – a jövőbeli munkáltatók. A diákokat arra a technológiára kell kiképeznünk, amelyet a jövőben használni fognak, és meg kell tanulnunk, hogyan fejleszthetjük azt, ahelyett, hogy elavult papírparadigmákon keresztül képezzük őket.

Q Megjelentek-e az elmúlt két-három évben új, különösen innovatív ELN-szolgáltatók?

Őszintén szólva, az elmúlt két-három évben nem tűnt fel olyan termék, amely különösen újszerű vagy annyira innovatív lett volna, hogy valóban kiemelkedjen a többi közül. Az elmúlt néhány év inkább evolúciós változásokat jelentett, további képességekkel és néhány új felhasználói felületen végzett munkával.”

Az Atrium Research átfogó áttekintést tesz közzé az ELN-piacról.