Notebooks go digital

Electronic lab notebooks estão mudando a maneira como muitos cientistas interagem com a informação. Estes cadernos, ELNs para abreviar, capturam detalhes de experimentos e dados que são totalmente pesquisáveis dentro e entre experimentos. Eles também podem fornecer automaticamente informações de terceiros aos cientistas.

As grandes empresas ELN têm estado activas em fusões e aquisições ao longo dos últimos dois ou três anos, abraçando empresas mais pequenas para as ajudar a alargar o seu portfólio. Os maiores fornecedores têm reunido ferramentas para fornecer não apenas captura de dados, mas também análise e visualização de dados”, observa John Trigg, consultor do ELN na PhaseFour Informatics. Isto permitiu-lhes avançar no sentido de oferecer uma plataforma que você pode conectar a.

‘Os ELNs estão deixando de ser específicos de disciplina para se tornarem uma abordagem modular onde você tem um núcleo genérico, a ferramenta de autoria, mas com a capacidade de conectar outros tipos de funcionalidade que atenderiam aos requisitos de química, biologia e garantia de qualidade’, explica Trigg. Os maiores jogadores são IDBS, CambridgeSoft (propriedade da PerkinElmer) e Accelrys, mas há muitos jogadores menores que oferecem ELNs com algumas funcionalidades simples.

Price is a huge issue for academia

ELNs evolved from desktop tools, dedicated to specific scientific disciplines, or from generic authoring tools, which replicicate the paper lab notebook. O resultado é um conjunto heterogêneo de produtos, alguns dos quais invadem outras ferramentas informáticas, como sistemas de gestão de informação laboratorial (LIMS), sistemas de gestão de dados científicos e sistemas de execução laboratorial. A convergência causa alguma confusão para os clientes, mas em essência as pessoas que compram um ELN estão se movendo para um ‘laboratório sem papel’, onde o ELN se integra com outros sistemas de laboratório.

Big pharma foram os primeiros a adotar os ELNs, mas as pequenas biotecnologias, laboratórios acadêmicos e pequenas empresas em geral têm sido mais cautelosos. Além disso, alguns ELNs fazem parte de pacotes maiores que poderiam ser considerados caros de comprar e manter com suporte de TI.

Accelrys/Contur

Em 2008, o Karolinska Institutet (KI) em Estocolmo, Suécia, descobriu alguns problemas-chave durante uma auditoria interna e decidiu que os cadernos de notas em papel eram um passivo. Muitos dos cadernos continham impressões eletrônicas que haviam sido impressas e coladas, o que parecia retrógrado. Alguns grupos de pesquisa na KI já estavam usando ELNs, explica Cecilia Bjorkdahl, gerente de projeto; geralmente isso ocorria depois que um acadêmico tinha trabalhado para uma empresa de biotecnologia ou farmacêutica e voltado para a universidade. Eles queriam continuar com a documentação eletrônica que tinham usado anteriormente”, explica ela.

A universidade se uniu a duas universidades médicas na Suécia e deu o mergulho, selecionando o iLabber da Contur. Tivemos epidemiologistas e químicos e tudo o que estava entre eles, por isso precisávamos de algo que não fosse muito específico’, diz Bjorkdahl. Além disso, foi aqui que conseguimos mais pelo nosso dinheiro. O preço é um grande problema para a academia, os vendedores do ELN reconhecem e a KI decidiu que a Contur oferecia valor. Alguns dos outros sistemas que examinamos eram pelo menos duas vezes mais caros e ficamos com a impressão de que exigiriam um trabalho muito mais contínuo’. Ela diz que o sistema que adotaram é de manutenção relativamente baixa e foi um dos mais fáceis de lidar do ponto de vista de TI. Até agora, cerca de 1800 pessoas estão usando o Contur ELN no instituto a partir de um possível 4500.

P>Painda, há desvantagens. É um produto fora da caixa’, diz Bjorkdahl, ‘de modo que tem algumas desvantagens quando se trata de adaptar o sistema para os diversos grupos e funciona melhor para alguns’. O ambiente de TI variado causou problemas no início e o fornecedor do ELN teve de prestar mais atenção aos requisitos para os Macs, que constituíam 20-30% das interfaces de usuário. Uma versão cliente acessível a partir de um servidor estava disponível, mas os problemas estimularam a empresa a desenvolver uma versão web, agnóstica para PC e Mac. Houve reclamações sobre a flexibilidade da ferramenta de processamento de texto, que desde então tem sido trabalhada, e levou tempo para organizar quem deveria ver o quê e quando dentro do ELN.

Contur foi adquirido pela Accelrys em Maio de 2011, o que levou a algumas especulações sobre o futuro do seu ELN. Thomas Rozlucki da Accelrys diz que o Contur ELN senta-se confortavelmente ao lado do seu próprio caderno, no entanto. Fizemos um trabalho significativo para integrar o produto Contur com a plataforma empresarial da Accelrys”, diz ele. Grandes empresas podem empregar a plataforma Accelrys enquanto empreiteiros, fornecedores ou parceiros talvez optem pelo Contur ELN. O Accelrys ELN também tem uma integração de instrumentos muito forte, por exemplo, e tem um histórico de ser implantado com ambientes regulados, o que o diferencia do Contur ELN”, explica ele. Por razões de conformidade, as grandes farmácias precisam ter instrumentos integrados com os ELNs na química analítica e de processo. O caderno Accelrys, antigo Symyx, é visto como um ELN empresarial sofisticado, ELN.

Accelrys oferece um preço acadêmico com desconto no seu Contur ELN de $120 (~£80) por uma assinatura de 12 meses. Uma hora de treinamento é suficiente, de acordo com a empresa, que nomeia Yale University, Carlsberg e Heinz como clientes. As estruturas e reações químicas são registradas usando ferramentas de desenho químico próprias. Bjorkdahl diz que isso lhes permite documentar todo o processo de pesquisa, incluindo a tomada de decisão que leva a pesquisa em novas direções.

IDBS

O departamento de química da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, tem usado o E-WorkBook ELN do IDBS há vários anos. O gerente de TI Tim Dickens diz que a empresa é vista como um bom jogador no espaço da química e medicina translacional, mas diz que a penetração dos ELNs na academia tem sido muito desigual. Ele diz que o retorno é claro, substituindo ‘a informação rabiscada em um caderno, a tecnologia usada aqui em Cambridge desde Isaac Newton, por uma configuração eletrônica que tem muitos benefícios, como evitar que os experimentos se repitam, ligando os resultados de diferentes instrumentos e localizando-os para a escrita’. O sistema IDBS é poderoso e tem se mostrado popular entre equipes que investiram tempo para entendê-lo, acrescenta.

Estamos nos afastando do tradicional ELN para o gerenciamento, cálculo e análise de dados

O E-workbook, segundo o IDBS, é altamente adaptável para atender as necessidades de todos os pesquisadores, desde qualquer biólogo de pesquisa até o químico medicinal ou sintético. Tem também uma aplicação ChemBook que se encontra na plataforma E-workbook e amplia a sua funcionalidade com capacidades químicas específicas que permitem capturar, partilhar, mostrar e pesquisar uma variedade de tipos de dados químicos de forma rápida e segura. Jonathan Davies do IDBS diz que o E-workbook básico é um ‘produto ao qual podemos adicionar sabores particulares para se adequar a domínios particulares’. ChemBook adiciona a capacidade de entender a reação, de pesquisá-la e de ser capaz de fazer fluxos de trabalho apropriados a um químico.

‘Estamos a afastar-nos do tradicional ELN, que era um substituto para o caderno de laboratório em papel, e mais na área de gestão de dados, cálculo e análise’, diz Davies. Outra grande tendência, notada por vários fornecedores de ELN, é o foco na facilidade de uso, em parte trazida pelas interfaces fáceis e intuitivas que muitas pessoas estão acostumadas a usar em produtos como smartphones e computadores tablet. Os ELNs são ferramentas que as pessoas usam todos os dias. Portanto, estamos nos concentrando em colocar muito esforço no design da interface do usuário para torná-la tão simples e direta quanto possível”, diz Davies.

Uma desvantagem do sistema IDBS, diz Dickens, é que ele roda no Oracle, ‘um pacote bastante caro para gerenciar tecnicamente e bastante complicado’. Seria bom se ele usasse um sistema alternativo, como o sistema de banco de dados de código aberto Postgress.’

Outra questão em Cambridge foi a diversidade de dispositivos que os estudantes estavam usando, com pessoas rodando Linux, Macs, PCs, seus próprios laptops e muito mais. Dickens gostaria de ver uma interface web totalmente funcional, incluindo ser capaz de desenhar moléculas sem usar diferentes pacotes de desenho químico. Um ELN habilitado para web está agora disponível no IDBS e está sendo melhorado, diz ele.

‘O nosso produto é realmente uma versão para PC, mas estamos continuamente a mover mais dessa funcionalidade para a web com uma interface web que suporta diferentes plataformas’, explica Davies. Ele admite que as universidades são um ambiente desafiador, mas diz que seu sistema tem muitas vantagens sobre algumas outras ofertas. O backend é um banco de dados Oracle. A vantagem que ele oferece está na segurança, escalabilidade e desempenho’. O ChemBook do IDBS conta a Total Petrochemicals e a BASF entre seus clientes.

Richard Whitby da Universidade de Southampton analisou uma série de ELNs e vê o sistema IDBS como ‘o melhor’ para a academia’ e diz que sua experiência é que com a infra-estrutura certa e treinamento é um bom sistema.

CambridgeSoft

PerkinElmer decidiu expandir seu negócio de informática após uma revisão há cerca de dois anos e adquiriu a CambridgeSoft em março de 2011. Seu ELN é líder de mercado e o E-Notebook for Chemistry promete atender às necessidades dos químicos de pesquisa em todas as indústrias. O E-Notebook é o mesmo produto, qualquer que seja a indústria a que vendemos. Os utilizadores compram então módulos adicionais que são específicos para cada aplicação. Todos esses bits e peças se encaixam em uma plataforma que chamamos de Ensemble for Chemistry’, diz Clive Higgins, vice-presidente de marketing da PerkinElmer.

‘A PerkinElmer está no negócio de criar dados e fez um movimento estratégico para adquirir alguns negócios e gerenciar esses dados através das tecnologias ELN e LIMS. O próximo problema é a análise, interpretação e visualização desses dados”, diz ele. A maior parte dos clientes da CambridgeSoft implementam através de PCs e Windows no front end e servidores Oracle no back end. A Universidade de Harvard, as pequenas biotecnologias e as grandes farmácias são clientes.

Um exemplo de um componente embutido em seu notebook de química é o ChemBioDraw, que permite aos químicos criar esquemas de reação; o ELN gera automaticamente nomes Iupac e tabelas de estequiometria e suas aplicações químicas prometem um núcleo central para atividades que são integradas com o fluxo de trabalho dos químicos. Os dados capturados usando o ELN podem ser pesquisados e analisados usando o ChemBioViz com links opcionais para o Spotfire para poderosa visualização e análise, diz a empresa.

‘Os ELNs baseados na Web tendem a ficar sem capacidade quando você começa a entrar em centenas de usuários. Nossas capacidades e trabalho com Oracle significam que nosso produto tem escalabilidade comprovada”, diz Higgins.

Nem todos são apaixonados. Whitby, por exemplo, reclama que a CambridgeSoft ‘não demonstrou nenhum envolvimento real no passado e provou ser muito inflexível em relação aos pilotos’.

Mas o Dickens em Cambridge é mais positivo. Temos aqui bolsos de pessoas usando a versão de usuário único e meu entendimento é que eles acham a interface intuitiva, fornecendo informações de uma maneira limpa e clara para começar. E também existe um sistema de inventário químico. Trabalhando em química sintética você não quer necessariamente todas as características ricas que o IDBS fornece’.

Outros jogadores

O preço da configuração de sistemas dos grandes jogadores pode ser da ordem dos 25.000 dólares. Este valor coloca-os numa liga diferente da que as pequenas empresas ou laboratórios podem ter em mente. Suhaib Siddiqi é vice-presidente de tecnologia na ZS Genetics, uma pequena biotecnologia genômica em Massachusetts nos EUA, que testou uma variedade de ELNs. Siddiqi está preocupado que alguns cadernos de notas exijam muito apoio: “Eu não quero os meus químicos a correr para a TI. Nós somos um start-up. Queríamos um produto de preço razoável e bem desenhado’, diz ele.

Siddiqi optou pelo Espresso ELN da ChemBytes, que ele diz que poderia ser instalado e usado em 15 minutos. O criador é Stefan Abrecht, que trabalhou como químico de processos na indústria por 20 anos antes de criar o ChemBytes. O Espresso tem como alvo químicos orgânicos, incluindo químicos de polímeros e organometálicos. Não é tanto um conjunto para o trabalho de formulação”, diz Abrecht, que desenvolveu o ELN para ser simples de instalar e intuitivo de usar. Ele está disponível apenas para trabalhar com PCs.

Espresso não requer um servidor para funcionar, custa $129, e todas as funcionalidades são incorporadas localmente, incluindo as pesquisas de subestruturas de reacção. É atraente para aqueles que não possuem recursos para a infra-estrutura do servidor, de acordo com a Abrecht. O que diferencia a minha aplicação é que ela se concentra no protocolo de experimentos. É incrível para mim ver produtos com pequenas caixas de texto para entrar no protocolo. Este é o coração de um ELN, por isso o Espresso ELN possui um editor de protocolo altamente funcional, ligado a uma base de dados de materiais, com dados estequiométricos mantidos em segundo plano’, diz ele. O Espresso pode automaticamente organizar e resumir experiências de projecto, adicionadas sem sequência especial, num esquema de reacção gráfico contíguo. Siddiqi diz que gostaria de ver mais capacidade biológica adicionada ao sistema.

Outra alternativa é um ELN de código aberto; o GGA Software Services foi escolhido para desenvolver, comercializar e distribuir o ELN interno da Pfizer como uma versão de código aberto, Indigo. A GGA trabalhou com a Pfizer para suportar e manter o ELN original por vários anos. O Indigo é descrito como altamente configurável e extensível. Ele suporta sistemas Linux, Windows e Mac OS X.

‘Foi desenvolvido com a entrada de milhares de químicos da Pfizer ao longo de muitos anos’, diz Richard Golob, da GGA, ‘então é uma plataforma testada e comprovada’. Ele diz que a GGA vai ajudar a manter, personalizar e configurar o ELN para as empresas. Golob vê grandes oportunidades para que o Indigo seja usado por parceiros externos, laboratórios e empreiteiros que trabalham com grandes empresas farmacêuticas, oferecendo um ELN químico de baixo custo. Siddiqi considerou o Indigo, mas achou-o muito complexo para o que eles precisavam, mas pode servir para outros.

Existem dezenas de outras opções. A Agilent, uma empresa de instrumentos, entrou no espaço ELN através de uma aquisição e oferece um produto, OpenLAB ELN, que pode lidar com dados provenientes de instrumentos. Outra é a Dotmatics, que veio da área de análise de dados e adicionou um ELN ao seu portfólio como meio de captura e análise de dados. O ELN Sciency da RURO é uma opção adicional. A empresa descreve-o como um ambiente de pesquisa escalável e integrado para a gestão e partilha de dados que pode agilizar os processos laboratoriais. Finalmente, existem outras opções de software de código aberto desenvolvidas pelas Universidades de Southampton e Manchester (LabTrove e Myexperiment).

Fotos grandes

Um número de fornecedores ELN oferecem testes gratuitos e isso certamente vale a pena considerar ao decidir sobre uma plataforma ELN. O custo e a sofisticação variam, mas os grandes vendedores não diferem enormemente no preço, diz Trigg. A maioria dos grandes sistemas atuais são bastante sofisticados, mas adaptá-los às suas necessidades particulares pode exigir configuração”, acrescenta ele, o que pode ficar caro e complicado. Trigg aconselha os potenciais clientes a pedir uma estimativa do custo total de propriedade durante um período de tempo, digamos cinco ou 10 anos. Ele tem a certeza de que os ELNs irão cotovelar o bloco de notas de papel para fora do laboratório durante a próxima década.

‘Não posso acreditar que nos próximos 10 anos qualquer laboratório ainda queira usar papel devido ao impulso para processos de negócio integrados de ponta a ponta com ligações sem falhas aos fluxos de informação’, diz ele. Há uma espécie de inevitabilidade sobre tudo isso.’

Anthony King é um escritor científico baseado em Dublin, Irlanda

Seguir a tendência

Michael Elliot do grupo de consultoria Atrium Research fala com Chemistry World sobre as tendências do mercado em ELNs

Q. Que tendências específicas surgiram no mercado de ELNs nos últimos anos?

Existem várias tendências, tanto do ponto de vista do mercado como do produto. Na biofarmácia, o mercado está definitivamente se movendo muito mais a jusante em áreas como química analítica, desenvolvimento de biologia e qualidade. Em outros segmentos, a aceitação do ELN em setores como alimentos e bebidas, produtos de consumo e manufatura química (não-farma) está acelerando, combinando com as tendências que vimos no LIMS no final dos anos 80 e início dos anos 90.

ambas essas tendências estão empurrando os fornecedores para diferentes dimensões – tentando simplificar os produtos para atender um público mais amplo e, ao mesmo tempo, adicionando funcionalidades adicionais, como amostra e rastreamento de resultados necessários para o desenvolvimento e qualidade. Esta tendência para a convergência de funcionalidades do tipo LIMS em ELN pode realmente aumentar a complexidade do produto.

Q. Como as necessidades de pequenas empresas e/ou academia foram atendidas pelos fornecedores do ELN?

Eu separaria as pequenas empresas do meio acadêmico aqui. As pequenas empresas abraçaram o ELN desde o início e têm uma grande variedade de opções para escolher. A academia é uma besta diferente onde a adoção é baixa. Embora as grandes instituições tenham implementado o ELN, esta é uma pequena parte do mercado acadêmico em geral, resultando em menos de 10% de adoção.

A questão maior no meio acadêmico é uma falta de vontade geral de adotar o ELN muito cedo no ensino

As questões são bastante complexas neste setor. A maioria das instituições não tem a necessidade das ferramentas de proteção da propriedade intelectual fornecidas pela maioria dos produtos. A necessidade é de uma perspectiva de colaboração, e há um grande número de ferramentas que são ‘ELN-like’ que podem ser usadas – algumas até gratuitas. Assim, embora alguns grupos não usem ELNs, eles podem usar outras ferramentas que fornecem a funcionalidade necessária.

O grande problema que vejo na academia é uma falta de vontade geral de mudar e adotar o ELN muito cedo no ensino. Sim, há alguns problemas com o custo, mas vários provedores oferecem soluções de preço muito baixo para fins educacionais. É mais por uma resistência em compreender a importância da tecnologia – particularmente para a química sintética – em futuros empregadores. Devemos treinar os alunos na tecnologia que eles irão usar no futuro e aprender maneiras de melhorá-la, em vez de treiná-los através de paradigmas de papel obsoletos.

Q Novos fornecedores de ELN que são particularmente inovadores têm surgido nos últimos dois ou três anos?

Honestly, nos últimos dois ou três anos, não me impressionou nenhum produto que seja particularmente inovador ou que seja tão inovador que realmente esteja acima da briga. Os últimos anos têm sido mudanças evolutivas com capacidades adicionais e trabalho em algumas novas interfaces de usuário.

Atrium Research publica uma revisão abrangente do mercado ELN.