Cartetele de notițe devin digitale

Cartetele electronice de laborator schimbă modul în care mulți oameni de știință interacționează cu informațiile. Aceste caiete de notițe, pe scurt ELN, capturează detalii ale experimentelor și date care pot fi complet căutate în cadrul și între experimente. De asemenea, ele pot furniza automat informații de la terți oamenilor de știință.

Companii ELN mari au fost activi în fuziuni și achiziții în ultimii doi sau trei ani, îmbrățișând companii mai mici pentru a le ajuta să își lărgească portofoliul. ‘Cei mai mari furnizori au reunit instrumente pentru a oferi nu numai captura de date, ci și analiza și vizualizarea datelor’, observă John Trigg, consultant ELN la PhaseFour Informatics. Acest lucru le-a permis să se îndrepte spre oferirea unei platforme în care vă puteți conecta.

‘ELN-urile se îndepărtează de la a fi specifice unei discipline și se îndreaptă spre o abordare modulară în care aveți un nucleu generic, instrumentul de creare, dar cu posibilitatea de a conecta alte tipuri de funcționalități care ar satisface cerințele din domeniul chimiei, biologiei și asigurării calității’, explică Trigg. Cei mai mari jucători sunt IDBS, CambridgeSoft (deținut de PerkinElmer) și Accelrys, dar există mulți jucători mai mici care oferă ELN-uri cu unele caracteristici interesante.

Prețul este o problemă uriașă pentru mediul academic

ELN-urile au evoluat de la instrumente desktop, dedicate unor discipline științifice specifice, sau de la instrumente generice de creare, care reproduc caietul de laborator pe hârtie. Rezultatul este o echipă pestriță de produse, dintre care unele încalcă alte instrumente informatice, cum ar fi sistemele de gestionare a informațiilor de laborator (LIMS), sistemele de gestionare a datelor științifice și sistemele de execuție de laborator. Convergența provoacă o oarecare confuzie pentru clienți, dar, în esență, persoanele care cumpără un ELN se îndreaptă spre un „laborator fără hârtie”, în care ELN se integrează cu alte sisteme de laborator.

Big pharma au fost primii care au adoptat ELN-urile, dar biotehnologiile mici, laboratoarele academice și companiile mici în general au fost mai precaute. De asemenea, unele ELN-uri fac parte din pachete mai mari care ar putea fi considerate costisitoare pentru a fi cumpărate și întreținute cu suport IT.

Accesorii/Contur

În 2008, Karolinska Institutet (KI) din Stockholm, Suedia, a descoperit câteva probleme cheie în timpul unui audit intern și a decis că notebook-urile de hârtie reprezintă o responsabilitate. Multe dintre caiete conțineau imprimări electronice care fuseseră tipărite și lipite, ceea ce părea retrograd. Unele grupuri de cercetare de la KI foloseau deja ELN, explică managerul de proiect Cecilia Bjorkdahl; de obicei, acest lucru se întâmpla după ce un cadru universitar a lucrat pentru o companie biotehnologică sau farmaceutică și s-a întors în universitate. „Aceștia doreau să continue cu documentația electronică pe care o utilizaseră anterior”, explică ea.

Universitatea a făcut echipă cu două universități de medicină din Suedia și a făcut pasul cel mare, selectând iLabber de la Contur. ‘Aveam epidemiologi și chimiști și tot ceea ce era între ele, așa că aveam nevoie de ceva care să nu fie prea specific’, spune Bjorkdahl. ‘De asemenea, aici am obținut cel mai mult pentru banii noștri’. Prețul este o problemă importantă pentru mediul academic, recunosc furnizorii de ELN, iar KI a decis că Contur oferă valoare. ‘Unele dintre celelalte sisteme pe care le-am analizat erau de cel puțin două ori mai scumpe și ni s-a dat impresia că ar necesita mult mai multă muncă continuă’. Ea spune că sistemul pe care l-au adoptat are o întreținere relativ redusă și a fost unul dintre cele mai ușor de gestionat din punct de vedere IT. Până în prezent, aproximativ 1.800 de persoane folosesc Contur ELN în cadrul institutului, dintr-un total posibil de 4.500.

Cu toate acestea, există și dezavantaje. „Este un produs „out-of-the box””, spune Bjorkdahl, „așa că acest lucru are unele dezavantaje atunci când vine vorba de adaptarea sistemului pentru diverse grupuri și funcționează mai bine pentru unii”. Mediul IT variat a cauzat probleme la început, iar furnizorul ELN a trebuit să acorde mai multă atenție cerințelor pentru Mac-uri, care reprezentau 20-30% din interfețele utilizatorilor. Era disponibilă o versiune client accesibilă de pe un server, dar problemele au stimulat compania să dezvolte o versiune web, agnostică față de PC și Mac. Au existat plângeri cu privire la flexibilitatea instrumentului de procesare a textelor, la care s-a lucrat de atunci, și a fost nevoie de timp pentru a stabili cine ce și când ar trebui să vadă ce și când în cadrul ELN.

Contur a fost achiziționată de Accelrys în mai 2011, ceea ce a dus la unele speculații cu privire la viitorul ELN-ului lor. Cu toate acestea, Thomas Rozlucki de la Accelrys spune că ELN-ul Contur stă confortabil alături de propriul său notebook. „Am depus eforturi semnificative pentru a integra produsul Contur cu platforma întreprinderii Accelrys”, spune el. Companiile mai mari ar putea utiliza platforma Accelrys, în timp ce contractorii, furnizorii sau partenerii ar putea opta pentru Contur ELN. ‘Accelrys ELN are, de asemenea, o integrare foarte puternică a instrumentelor, de exemplu, și are un istoric de implementare în medii reglementate, ceea ce îl diferențiază de Contur ELN’, explică el. Din motive de conformitate, marile companii farmaceutice trebuie să aibă instrumente integrate cu ELN-uri în chimia analitică și de proces. Notebook-ul Accelrys, fostul Symyx, este văzut ca un ELN sofisticat, de întreprindere.

Accelrys oferă un preț academic redus la Contur ELN de 120 de dolari (~80 de lire sterline) pentru un abonament de 12 luni. O oră de instruire este suficientă, potrivit companiei, care numește ca și clienți Universitatea Yale, Carlsberg și Heinz. Structurile și reacțiile chimice sunt înregistrate cu ajutorul unor instrumente de desen chimic brevetate. Bjorkdahl spune că acest lucru le permite să documenteze întregul proces de cercetare, inclusiv procesul de luare a deciziilor care duce cercetarea în direcții noi.

IDBS

Departamentul de chimie de la Universitatea Cambridge din Marea Britanie folosește de câțiva ani E-WorkBook ELN de la IDBS. Managerul IT Tim Dickens spune că firma este văzută ca un jucător bun în domeniul chimiei și al medicinei translaționale, dar spune că pătrunderea ELN-urilor în mediul academic a fost foarte fragmentată. El spune că recuperarea este clară, înlocuind „informațiile mâzgălite într-un caiet, tehnologia folosită aici, la Cambridge, de la Isaac Newton încoace, cu o configurație electronică care are multe avantaje, cum ar fi evitarea repetării experimentelor, corelarea rezultatelor de la diferite instrumente și localizarea lor pentru a fi scrise”. Sistemul IDBS este puternic și s-a dovedit a fi popular în rândul echipelor care au investit timp pentru a-l înțelege, adaugă el.

Ne îndepărtăm de ELN-ul tradițional și ne îndreptăm spre managementul, calculul și analiza datelor

Cartetul electronic, potrivit IDBS, este foarte adaptabil pentru a satisface nevoile tuturor cercetătorilor, de la orice biolog cercetător până la chimistul de medicamente sau chimistul de sinteză. Acesta dispune, de asemenea, de o aplicație ChemBook care se află pe platforma E-workbook și îi extinde funcționalitatea cu capacități specifice de chimioformatică ce permit captarea, partajarea, afișarea și căutarea rapidă și sigură a unei varietăți de tipuri de date chimice. Jonathan Davies de la IDBS spune că E-workbook-ul de bază este „un produs căruia îi putem adăuga anumite arome pentru a se potrivi anumitor domenii”. ChemBook adaugă capacitatea de a înțelege reacția, de a o căuta și de a putea face fluxuri de lucru adecvate unui chimist.

‘Ne îndepărtăm de ELN-ul tradițional, care era un înlocuitor al caietului de laborator pe hârtie, și ne îndreptăm mai mult spre zona de gestionare a datelor, calcul și analiză’, spune Davies. O altă tendință majoră, remarcată de mai mulți furnizori de ELN, este accentul pus pe ușurința de utilizare, parțial determinată de interfețele ușoare și intuitive pe care mulți oameni sunt obișnuiți să le folosească pe produse precum smartphone-urile și tabletele. ‘ELN-urile sunt instrumente pe care oamenii le folosesc în fiecare zi. Așa că ne concentrăm pe depunerea unui efort mare în proiectarea interfeței de utilizator pentru a o face cât mai directă și mai simplă posibil’, spune Davies.

Un dezavantaj al sistemului IDBS, spune Dickens, este că rulează pe Oracle, ‘un pachet destul de scump de gestionat din punct de vedere tehnic și destul de complicat. Ar fi frumos dacă ar folosi un sistem alternativ, cum ar fi sistemul de baze de date open source Postgress.’

O altă problemă la Cambridge a fost diversitatea dispozitivelor pe care le foloseau studenții, cu oameni care foloseau Linux, Mac-uri, PC-uri, propriile laptopuri și altele. Dickens ar dori să vadă o interfață web complet funcțională, inclusiv posibilitatea de a desena molecule fără a utiliza diferite pachete de desen chimic. În prezent, IDBS pune la dispoziție un ELN activat pe web și este în curs de îmbunătățire, spune el.

‘Produsul nostru este de fapt o versiune pentru PC, dar mutăm în mod continuu mai multe dintre aceste funcționalități pe web, cu o interfață web care acceptă diferite platforme’, explică Davies. El admite că universitățile sunt un mediu dificil, dar spune că sistemul lor are multe avantaje față de alte oferte. ‘Backend-ul este o bază de date Oracle. Avantajul pe care îl oferă este în ceea ce privește securitatea, scalabilitatea și performanța’. ChemBook al IDBS numără printre clienții săi Total Petrochemicals și BASF.

Richard Whitby de la Universitatea Southampton a analizat o serie de ELN-uri și consideră că sistemul IDBS este ‘cel mai ‘bun’ pentru mediul academic’ și spune că experiența sa este că, cu o infrastructură și o pregătire corespunzătoare, este un sistem bun.

CambridgeSoft

PerkinElmer a decis să își extindă activitatea în domeniul informaticii în urma unei analize efectuate în urmă cu aproximativ doi ani și a achiziționat CambridgeSoft în martie 2011. ELN-ul său este lider de piață, iar E-Notebook for Chemistry promite să satisfacă nevoile chimiștilor cercetători din toate industriile. ‘E-notebook-ul este același produs indiferent de industria căreia îi vindem. Utilizatorii cumpără apoi module suplimentare care sunt specifice aplicațiilor. Toate aceste elemente se potrivesc într-o platformă pe care noi o numim Ensemble for Chemistry’, spune Clive Higgins, vicepreședinte de marketing la PerkinElmer.

‘PerkinElmer se ocupă cu crearea de date și a făcut o mișcare strategică de a achiziționa unele afaceri și de a gestiona aceste date prin intermediul tehnologiilor ELN și LIMS. Următoarea problemă este analiza, interpretarea și vizualizarea acestor date”, spune el. Majoritatea clienților CambridgeSoft utilizează PC-uri și Windows în partea frontală și servere Oracle în partea din spate. Printre clienți se numără Universitatea Harvard, mici companii biotehnologice și mari companii farmaceutice.

Un exemplu de componentă încorporată în caietul său de chimie este ChemBioDraw, care permite chimiștilor să creeze scheme de reacție; ELN generează automat nume Iupac și tabele de stoichiometrie, iar aplicațiile sale de chimie promit un hub central pentru activități care este integrat cu fluxul de lucru al chimiștilor. Datele capturate cu ajutorul ELN pot fi căutate și analizate cu ajutorul ChemBioViz, cu legături opționale către Spotfire pentru o vizualizare și o analiză puternice, spune compania.

‘ELN-urile bazate pe web tind să nu mai aibă capacitatea necesară atunci când începi să ajungi la sute de utilizatori. Capacitățile noastre și colaborarea cu Oracle înseamnă că produsul nostru are o scalabilitate dovedită”, spune Higgins.

Nu toată lumea este îndrăgostită. Whitby, de exemplu, se plânge că cei de la CambridgeSoft ‘nu au demonstrat un angajament real în trecut și s-au dovedit foarte inflexibili în ceea ce privește piloții’.

Dickens de la Cambridge este însă mai pozitiv. ‘Avem buzunare de oameni aici care folosesc versiunea pentru un singur utilizator și am înțeles că ei consideră că interfața este intuitivă, oferind informații într-un mod curat și clar pentru a începe. Și există și un sistem de inventariere a substanțelor chimice. Lucrând în domeniul chimiei de sinteză, nu îți dorești neapărat toate funcțiile bogate pe care le oferă IDBS’.

Alți jucători

Prețul de configurare a sistemelor de la marii jucători poate fi în jur de 25.000 de dolari. Această cifră îi plasează într-o altă ligă față de ceea ce ar putea avea în vedere companiile sau laboratoarele mici. Suhaib Siddiqi este vicepreședinte al tehnologiei la ZS Genetics, o mică biotehnologie genomică din Massachusetts, SUA, care a testat o varietate de ELN-uri. Siddiqi este îngrijorat de faptul că unele notebook-uri cereau prea mult suport: „Nu vreau ca chimiștii mei să alerge la IT. Noi suntem un start-up. Am vrut un produs cu un preț rezonabil și bine conceput”, spune el.

Siddiqi a optat pentru Espresso ELN de la ChemBytes, despre care spune că poate fi instalat și utilizat în 15 minute. Creatorul este Stefan Abrecht, care a lucrat ca chimist de proces în industrie timp de 20 de ani înainte de a înființa ChemBytes. Espresso se adresează chimiștilor organici, inclusiv chimiștilor specializați în polimeri și organometalici. „Nu este atât de mult o suită pentru munca de formulare”, spune Abrecht, care a dezvoltat ELN-ul pentru a fi simplu de instalat și intuitiv de utilizat. Este disponibilă doar pentru a lucra cu PC-uri.

Espresso nu are nevoie de un server pentru a funcționa, costă 129 de dolari, iar toate funcționalitățile sunt încorporate local, inclusiv căutările de substructuri de reacție. Este atractiv pentru cei care nu dispun de resurse pentru infrastructura de server, potrivit lui Abrecht. ‘Ceea ce diferențiază aplicația mea este faptul că se concentrează pe protocolul de experiment. Este uimitor pentru mine să văd produse cu mici casete de text pentru introducerea protocolului. Aceasta este inima unui ELN, așa că Espresso ELN dispune de un editor de protocol foarte funcțional, legat de o bază de date de materiale, cu date stoichiometrice păstrate în fundal’, spune el. Espresso poate aranja și rezuma automat experimentele proiectului, adăugate fără o succesiune specială, într-o schemă grafică de reacție contiguă. Siddiqi spune că i-ar plăcea să vadă mai multe capacități biologice adăugate la sistem.

O altă alternativă este un ELN cu sursă deschisă; GGA Software Services a fost ales să dezvolte, să comercializeze și să distribuie ELN-ul intern al Pfizer ca o versiune cu sursă deschisă, Indigo. GGA a lucrat cu Pfizer pentru a susține și întreține ELN-ul original timp de mai mulți ani. Indigo este descris ca fiind foarte configurabil și extensibil. Este compatibil cu sistemele Linux, Windows și Mac OS X.

‘A fost dezvoltată cu aportul a mii de chimiști Pfizer de-a lungul mai multor ani’, spune Richard Golob de la GGA, ‘așa că este o platformă testată și dovedită’. El spune că GGA va ajuta la întreținerea, personalizarea și configurarea ELN pentru companii. Golob consideră că Indigo ar putea fi utilizat de parteneri externi, laboratoare și contractori care lucrează cu marile companii farmaceutice, oferind un ELN pentru chimie cu costuri reduse. Siddiqi a luat în considerare Indigo, dar a considerat că este prea complex pentru ceea ce aveau nevoie, dar s-ar putea să se potrivească și altora.

Există zeci de alte opțiuni. Agilent, o companie de instrumente, a intrat în spațiul ELN printr-o achiziție și oferă un produs, OpenLAB ELN, care se poate ocupa de datele provenite de la instrumente. O altă companie este Dotmatics, care a venit din domeniul analizei de date și a adăugat un ELN în portofoliul său ca mijloc de capturare și analiză a datelor. Sciency ELN de la RURO este o altă opțiune. Compania îl descrie ca fiind un mediu de cercetare scalabil și integrat pentru gestionarea și partajarea datelor, care poate simplifica procesele de laborator. În cele din urmă, există și alte opțiuni de software open-source dezvoltate de Universitățile din Southampton și Manchester (LabTrove și Myexperiment).

Imaginea de ansamblu

Un număr de furnizori de ELN oferă teste gratuite și acest lucru merită cu siguranță luat în considerare atunci când vă decideți asupra unei platforme ELN. Costul și sofisticarea variază, dar marii vânzători nu diferă enorm în ceea ce privește prețul, spune Trigg. „Cele mai multe dintre cele mai importante sisteme existente în prezent sunt destul de sofisticate, dar pentru a le adapta la nevoile dvs. particulare poate fi necesară o configurare”, adaugă el, ceea ce poate deveni costisitor și complicat. Trigg îi sfătuiește pe potențialii clienți să ceară o estimare a costului total al proprietății pe o perioadă de timp, de exemplu cinci sau zece ani. El este convins că, în următorul deceniu, sistemele ELN vor scoate din laborator blocurile de notițe de hârtie.

„Nu pot să cred că în următorii 10 ani vreun laborator va mai dori să folosească hârtia, din cauza tendinței de integrare a proceselor de afaceri de la un capăt la altul, cu legături perfecte cu fluxurile de informații”, spune el. ‘Există un fel de inevitabilitate în legătură cu toate acestea.”

Anthony King este un scriitor științific cu sediul în Dublin, Irlanda

Să urmărim tendința

Michael Elliot de la grupul de consultanță Atrium Research vorbește cu Chemistry World despre tendințele pieței ELN-urilor

Q. Ce tendințe specifice au apărut pe piața ELN în ultimii ani?

Există mai multe tendințe, atât din perspectiva pieței, cât și a produselor. În sectorul biofarmaceutic, piața se deplasează cu siguranță mult mai mult în aval, în domenii precum chimia analitică, dezvoltarea și calitatea produselor biologice. În alte segmente, adoptarea ELN în sectoare precum cel al produselor alimentare și al băuturilor, al produselor de consum și al producției chimice (non-farmaceutice) se accelerează, corespunzând tendințelor pe care le-am văzut în LIMS la sfârșitul anilor 1980 și începutul anilor 1990.

Ambele tendințe împing vânzătorii în dimensiuni diferite – încercând să simplifice produsele pentru a satisface un public mai larg, adăugând în același timp funcționalități suplimentare, cum ar fi urmărirea probelor și a rezultatelor necesare pentru dezvoltare și calitate. Această tendință de convergență a funcționalității de tip LIMS în ELN poate crește de fapt complexitatea produsului.

Q. Cum au fost satisfăcute nevoile companiilor mici și/sau ale mediului academic de către furnizorii de ELN?

Am separa aici companiile mici de mediul academic. Companiile mici au îmbrățișat ELN încă de la început și au o mare varietate de opțiuni din care pot alege. Mediul academic este o bestie diferită, unde adoptarea este scăzută. În timp ce instituțiile mari au implementat ELN, aceasta reprezintă o mică parte din piața academică globală, rezultând o rată de adoptare mai mică de 10%.

Problema mai mare în mediul academic este o reticență generală de a adopta ELN foarte devreme în predare

Problemele sunt destul de complexe în acest sector. Cele mai multe instituții nu au nevoie de instrumentele de protecție a proprietății intelectuale oferite de majoritatea produselor. Nevoia este din perspectiva colaborării și există un număr mare de instrumente „de tip ELN” care pot fi utilizate – unele chiar gratuite. Astfel, în timp ce unele grupuri nu folosesc ELN-uri, ele pot folosi alte instrumente care oferă funcționalitatea necesară.

Problema mai mare pe care o văd în mediul academic este o reticență generală de a schimba și de a adopta ELN foarte devreme în procesul de predare. Da, există unele probleme legate de costuri, dar mai mulți furnizori oferă soluții la prețuri foarte mici pentru scopuri educaționale. Este mai mult din cauza unei rezistențe de a înțelege importanța tehnologiei – în special pentru chimia sintetică – la viitorii angajatori. Trebuie să formăm studenții în tehnologia pe care o vor folosi în viitor și să învățăm modalități de a o îmbunătăți, mai degrabă decât să îi formăm prin intermediul unor paradigme învechite pe hârtie.

Q Au apărut în ultimii doi sau trei ani noi furnizori de ELN care să fie deosebit de inovatori?

Cinstit, în ultimii doi-trei ani, nu mi-a atras atenția niciun produs care să fie deosebit de nou sau atât de inovator încât să iasă cu adevărat în evidență. Ultimii câțiva ani au fost schimbări evolutive, cu capacități suplimentare și lucrul la unele interfețe de utilizator noi.

Atrium Research publică o analiză cuprinzătoare a pieței ELN.