Anteckningsböcker blir digitala

Elektroniska anteckningsböcker håller på att förändra det sätt på vilket många forskare interagerar med information. I dessa anteckningsböcker (ELN) registreras experimentdetaljer och data som är fullt sökbara inom och mellan olika experiment. De kan också automatiskt tillhandahålla information från tredje part till forskarna.

Stora ELN-företag har varit aktiva i fusioner och förvärv under de senaste två eller tre åren och har tagit emot mindre företag för att hjälpa dem att bredda sin portfölj. De största leverantörerna har samlat ihop verktyg för att tillhandahålla inte bara datainsamling utan även dataanalys och datavisualisering”, konstaterar John Trigg, ELN-konsult på PhaseFour Informatics. Detta har gjort det möjligt för dem att erbjuda en plattform som man kan koppla in sig på.

”ELN:erna går från att vara disciplinspecifika till ett modulärt tillvägagångssätt där man har en generisk kärna, författarverktyget, men med möjlighet att koppla in andra typer av funktionalitet för att uppfylla kraven inom kemi, biologi och kvalitetssäkring”, förklarar Trigg. De största aktörerna är IDBS, CambridgeSoft (som ägs av PerkinElmer) och Accelrys, men det finns många mindre aktörer som erbjuder ELN med en del fina funktioner.

Priset är en stor fråga för den akademiska världen

ELN har utvecklats från skrivbordsverktyg, som är avsedda för specifika vetenskapliga discipliner, eller från generiska författarverktyg, som kopierar labbboken på papper. Resultatet är en brokig samling produkter, varav vissa inkräktar på andra informatikverktyg, t.ex. system för hantering av laboratorieinformation (LIMS), system för hantering av vetenskapliga data och system för laboratorieutförande. Konvergensen orsakar viss förvirring för kunderna, men i huvudsak rör sig de som köper ett ELN mot ett ”papperslöst labb”, där ELN:n integreras med andra labbsystem.

De stora läkemedelsbolagen var de första som införde ELN:s, men små bioteknikföretag, akademiska laboratorier och små företag i allmänhet har varit mer försiktiga. Dessutom ingår vissa ELN i större paket som kan anses vara dyra att köpa och underhålla med IT-stöd.

Accelrys/Contur

År 2008 upptäckte Karolinska Institutet (KI) i Stockholm, Sverige, några viktiga problem under en internrevision och beslutade att pappersanteckningsböcker var en belastning. Många av anteckningsböckerna innehöll elektroniska utskrifter som hade skrivits ut och klistrats in, vilket verkade bakvänt. Vissa forskargrupper vid KI använde redan ELN, förklarar projektledare Cecilia Bjorkdahl. Vanligtvis skedde detta efter att en akademiker hade arbetat för ett bioteknik- eller läkemedelsföretag och kommit tillbaka till universitetet. De ville fortsätta med den e-dokumentation som de tidigare hade använt, förklarar hon.

Universitetet slog sig samman med två medicinska universitet i Sverige och tog steget och valde Conturs iLabber. Vi hade epidemiologer och kemister och allt däremellan, så vi behövde något som inte var alltför specifikt”, säger Bjorkdahl. Dessutom var det här som vi fick mest för pengarna. Priset är en stor fråga för den akademiska världen, vilket ELN-leverantörer erkänner, och KI beslutade att Contur erbjöd värde. ”Några av de andra system vi tittade på var minst dubbelt så dyra och vi fick intrycket att de skulle kräva mycket mer kontinuerligt arbete”. Hon säger att det system som de antog är relativt lättskött och var ett av de enklare att hantera ur ett IT-perspektiv. Hittills använder cirka 1800 personer Contur ELN vid institutet av 4500 möjliga.

Det finns ändå nackdelar. Det är en färdig produkt, säger Bjorkdahl, så det har vissa nackdelar när det gäller att skräddarsy systemet för de olika grupperna och det fungerar bättre för vissa. Den varierande IT-miljön orsakade problem i början och ELN-leverantören var tvungen att ägna större uppmärksamhet åt kraven för Macs, som utgjorde 20-30 procent av användargränssnitten. Det fanns en klientversion som var tillgänglig från en server, men problemen sporrade företaget att utveckla en webbversion som var oberoende av PC och Mac. Det fanns klagomål på flexibiliteten hos ordbehandlingsverktyget, vilket man sedan dess har arbetat med, och det tog tid att ordna vem som skulle se vad och när i ELN.

Contur förvärvades av Accelrys i maj 2011, vilket ledde till vissa spekulationer om framtiden för deras ELN. Thomas Rozlucki på Accelrys säger dock att Contur ELN sitter bekvämt vid sidan av sin egen notebook. Vi har gjort ett betydande arbete för att integrera Contur-produkten med Accelrys företagsplattform”, säger han. Större företag kan använda Accelrys-plattformen medan entreprenörer, leverantörer eller partner kanske väljer Contur ELN. Accelrys ELN har också en mycket stark instrumentintegration, till exempel, och har en historia av att användas i reglerade miljöer, vilket skiljer den från Contur ELN, förklarar han. För att uppfylla kraven måste stora läkemedelsföretag ha instrument integrerade med ELN:er inom analytisk kemi och processkemi. Accelrys notebook, tidigare Symyx, betraktas som ett sofistikerat ELN för företag.

Accelrys erbjuder ett rabatterat akademiskt pris på sitt Contur ELN på 120 dollar (80 pund) för en tolv månaders prenumeration. En timmes utbildning räcker enligt företaget, som nämner Yale University, Carlsberg och Heinz som kunder. Kemiska strukturer och reaktioner registreras med hjälp av egna kemiska ritningsverktyg. Bjorkdahl säger att det gör det möjligt för dem att dokumentera hela forskningsprocessen, inklusive det beslutsfattande som leder forskningen i nya riktningar.

IDBS

Kemiinstitutionen vid University of Cambridge i Storbritannien har använt IDBS:s E-WorkBook ELNs i ett antal år nu. IT-chefen Tim Dickens säger att företaget ses som en bra aktör inom området kemi och translationell medicin, men säger att penetrationen av ELN:er i den akademiska världen har varit mycket ojämn. Han säger att det är uppenbart att det lönar sig att ersätta ”information som klottrades i en anteckningsbok, den teknik som använts här i Cambridge sedan Isaac Newton, med en elektronisk installation som har många fördelar, t.ex. att undvika att experiment upprepas, att koppla samman resultat från olika instrument och att lokalisera dem för att skriva upp dem”. IDBS-systemet är kraftfullt och har visat sig vara populärt bland de grupper som har investerat tid i att förstå det, tillägger han.

Vi rör oss bort från det traditionella ELN-systemet och övergår till datahantering, beräkning och analys

E-arbetsboken är enligt IDBS mycket anpassningsbar för att tillgodose behoven hos alla forskare, från forskningsbiologer till medicinska eller syntetiska kemister. Det finns också en ChemBook-applikation som ligger på E-workbook-plattformen och utökar dess funktionalitet med specifika keminformatikfunktioner som gör det möjligt att snabbt och säkert fånga, dela, visa och söka i en mängd olika typer av kemiska data. Jonathan Davies på IDBS säger att den grundläggande E-workbook är en ”produkt som vi kan lägga till särskilda varianter för att passa särskilda områden”. ChemBook lägger till förmågan att förstå reaktionen, att söka i den och att kunna utföra arbetsflöden som är lämpliga för en kemist.

”Vi rör oss bort från det traditionella ELN, som var en ersättning för papperslabbsanteckningar, och mer mot datahantering, beräkning och analys”, säger Davies. En annan viktig trend, som flera ELN-leverantörer har noterat, är fokus på användarvänlighet, delvis på grund av de enkla och intuitiva gränssnitt som många människor är vana vid att använda på produkter som smarttelefoner och surfplattor. ELN är verktyg som människor använder varje dag. Därför koncentrerar vi oss på att lägga mycket kraft på utformningen av användargränssnittet för att göra det så rakt och enkelt som möjligt”, säger Davies.

En nackdel med IDBS-systemet, säger Dickens, är att det körs på Oracle, ”ett ganska dyrt paket att hantera tekniskt och ganska komplicerat. Det skulle vara trevligt om det kunde använda ett alternativt system, t.ex. databassystemet Postgress med öppen källkod.”

Ett annat problem i Cambridge var den mångfald av enheter som studenterna använde, med folk som körde Linux, Macs, datorer, sina egna bärbara datorer med mera. Dickens skulle vilja se ett fullt fungerande webbgränssnitt, inklusive möjligheten att rita molekyler utan att använda olika kemiska ritningspaket. Ett webbaserat ELN finns nu tillgängligt från IDBS och håller på att förbättras, säger han.

”Vår produkt är egentligen en PC-version, men vi flyttar kontinuerligt mer av denna funktionalitet till webben med ett webbgränssnitt som stöder olika plattformar”, förklarar Davies. Han medger att universitet är en utmanande miljö, men säger att deras system har många fördelar jämfört med andra erbjudanden. Baksidan är en Oracle-databas. Fördelen med den är säkerhet, skalbarhet och prestanda. IDBS ChemBook har Total Petrochemicals och BASF bland sina kunder.

Richard Whitby vid Southampton University har tittat på ett antal ELN och ser IDBS-systemet som ”det ”bästa” för den akademiska världen” och säger att hans erfarenhet är att med rätt infrastruktur och utbildning är det ett bra system.

CambridgeSoft

PerkinElmer beslutade att utöka sin informatikverksamhet efter en översyn för ungefär två år sedan och förvärvade CambridgeSoft i mars 2011. Dess ELN är marknadsledande och E-Notebook for Chemistry lovar att uppfylla behoven hos forskningskemister i alla branscher. E-notebook är samma produkt oavsett vilken bransch vi säljer till. Användarna köper sedan ytterligare moduler som är tillämpningsspecifika. Alla dessa delar passar ihop till en plattform som vi kallar Ensemble for Chemistry”, säger Clive Higgins, vice ordförande för marknadsföring på PerkinElmer.

”PerkinElmer arbetar med att skapa data och gjorde ett strategiskt drag genom att förvärva vissa företag och hantera dessa data med hjälp av ELN- och LIMS-teknik. Nästa problem är analys, tolkning och visualisering av dessa data”, säger han. Majoriteten av CambridgeSofts kunder använder sig av PC och Windows i front-end och Oracle-servrar i back-end. Harvard University, små biotechs och stora läkemedelsföretag är kunder.

Ett exempel på en inbäddad komponent i deras kemi-notebook är ChemBioDraw, som låter kemister skapa reaktionsscheman; ELN genererar automatiskt Iupac-namn och stökiometriska tabeller, och dess kemitillämpningar lovar ett centralt nav för aktiviteter som är integrerat med kemisternas arbetsflöde. Data som samlas in med hjälp av ELN kan sökas och analyseras med hjälp av ChemBioViz med valfria länkar till Spotfire för kraftfull visualisering och analys, säger företaget.

”Webbaserade ELN tenderar att ta slut när man börjar få hundratals användare. Vår kapacitet och vårt samarbete med Oracle innebär att vår produkt har bevisad skalbarhet”, säger Higgins.

Inte alla är förtjusta. Whitby, till exempel, klagar över att CambridgeSoft ”inte har visat något verkligt engagemang tidigare och visat sig vara mycket oflexibla när det gäller pilotprojekt”.

Men Dickens på Cambridge är mer positiv. ”Vi har en del personer här som använder single user-versionen och jag har förstått att de tycker att gränssnittet är intuitivt och att det ger information på ett rent och tydligt sätt som gör att man kan komma igång. Det finns också ett system för kemikalieinventering. När man arbetar med syntetisk kemi vill man inte nödvändigtvis ha alla de rika funktioner som IDBS erbjuder”.

Andra aktörer

Priset för att installera system från de stora aktörerna kan ligga i storleksordningen 25 000 dollar. Den siffran placerar dem i en annan liga än vad små företag eller laboratorier kan ha i åtanke. Suhaib Siddiqi är vice ordförande för teknik på ZS Genetics, ett litet bioteknikföretag inom genomik i Massachusetts i USA, som har testat en rad olika ELN-system. Siddiqi är orolig för att vissa notebooks krävde för mycket stöd: Jag vill inte att mina kemister ska springa till IT-avdelningen. Vi är ett nystartat företag. Vi ville ha en prisvärd, väl utformad produkt”, säger han.

Siddiqi valde Espresso ELN från ChemBytes, som enligt honom kunde installeras och användas på 15 minuter. Skaparen är Stefan Abrecht, som arbetade som processkemist inom industrin i 20 år innan han startade ChemBytes. Espresso riktar sig till organiska kemister, inklusive polymer- och metallorganiska kemister. Det är inte så mycket en svit för formuleringsarbete”, säger Abrecht, som utvecklade ELN för att det ska vara enkelt att installera och intuitivt att använda. Den är endast tillgänglig för arbete med PC:s.

Espresso kräver ingen server för att kunna köras, kostar 129 dollar och all funktionalitet är inbyggd lokalt, inklusive sökning av reaktionsunderstrukturer. Det är attraktivt för dem som inte har resurser för serverinfrastruktur, enligt Abrecht. Det som skiljer min applikation från andra är att den fokuserar på experimentprotokoll. Det är häpnadsväckande för mig att se produkter med små textrutor för att skriva in protokoll. Detta är kärnan i ett ELN, så Espresso ELN har en mycket funktionaliserad protokollredigerare som är kopplad till en materialdatabas, med stökiometriska data som hålls i bakgrunden”, säger han. Espresso kan automatiskt ordna och sammanfatta projektexperiment, som inte läggs till i någon särskild ordning, i ett sammanhängande grafiskt reaktionsschema. Siddiqi säger att han skulle vilja se fler biologiska funktioner tillföras systemet.

Ett annat alternativ är ett ELN med öppen källkod; GGA Software Services valdes ut för att utveckla, marknadsföra och distribuera Pfizers interna ELN som en version med öppen källkod, Indigo. GGA hade samarbetat med Pfizer för att stödja och underhålla det ursprungliga ELN:et i flera år. Indigo beskrivs som mycket konfigurerbart och utbyggbart. Den stöder Linux-, Windows- och Mac OS X-system.

”Den har utvecklats med hjälp av tusentals kemister från Pfizer under många år”, säger GGA:s Richard Golob, ”så det är en testad och beprövad plattform”. Han säger att GGA kommer att hjälpa till att underhålla, anpassa och konfigurera ELN för företagen. Golob ser stora möjligheter för Indigo att användas av externa partner, laboratorier och entreprenörer som arbetar med stora läkemedelsföretag och erbjuder ett billigt ELN för kemi. Siddiqi övervägde Indigo men tyckte att det var för komplext för vad de behövde, men det kan passa andra.

Det finns dussintals andra alternativ. Instrumentföretaget Agilent kom in på ELN-området genom ett förvärv och erbjuder en produkt, OpenLAB ELN, som kan hantera data från instrument. Ett annat företag är Dotmatics, som kommer från dataanalys och har lagt till ett ELN i sin portfölj som ett sätt att samla in och analysera data. Sciency ELN från RURO är ytterligare ett alternativ. Företaget beskriver det som en skalbar, integrerad forskningsmiljö för hantering och delning av data som kan effektivisera laboratorieprocesserna. Slutligen finns det andra programvarualternativ med öppen källkod som utvecklats av universiteten i Southampton och Manchester (LabTrove och Myexperiment).

Stora bilden

Ett antal ELN-leverantörer erbjuder kostnadsfria testversioner och detta är verkligen värt att överväga när man bestämmer sig för en ELN-plattform. Kostnad och sofistikering varierar, men de stora leverantörerna skiljer sig inte enormt mycket i pris, säger Trigg. De flesta av de stora systemen som finns nu är ganska sofistikerade, men för att skräddarsy dem för dina särskilda behov kan det krävas konfiguration”, tillägger han, vilket kan bli kostsamt och komplicerat. Trigg råder potentiella kunder att be om en uppskattad total ägandekostnad under en viss tidsperiod, till exempel fem eller tio år. Han är övertygad om att ELN:erna kommer att ta bort anteckningsblocket från laboratoriet under det kommande decenniet.

”Jag kan inte tro att något labb under de kommande tio åren fortfarande kommer att vilja använda papper på grund av strävan efter integrerade affärsprocesser från början till slut med sömlösa länkar till informationsflöden”, säger han. Det finns ett slags oundviklighet i det hela.”

Anthony King är vetenskapsskribent i Dublin, Irland

Följa trenden

Michael Elliot från konsultgruppen Atrium Research pratar med Chemistry World om marknadstrenderna för ELN:s

Q. Vilka specifika trender har framkommit på ELN-marknaden under de senaste åren?

Det finns flera trender, både ur ett marknads- och produktperspektiv. Inom biofarmaceutiken rör sig marknaden definitivt mycket mer nedströms till områden som analytisk kemi, utveckling av biologiska läkemedel och kvalitet. I andra segment ökar användningen av ELN i sektorer som livsmedel och drycker, konsumentprodukter och kemisk tillverkning (icke-farmaceutiska), vilket motsvarar de trender som vi såg inom LIMS i slutet av 1980-talet och början av 1990-talet.

Båda dessa trender driver leverantörerna in i olika dimensioner – de försöker förenkla produkterna för att möta en bredare publik samtidigt som de lägger till ytterligare funktionalitet, t.ex. spårning av prover och resultat som behövs för utveckling och kvalitet. Denna trend för konvergens av LIMS-liknande funktionalitet i ELN kan faktiskt öka produkternas komplexitet.

Q. Hur har ELN-leverantörerna tillgodosett behoven hos små företag och/eller den akademiska världen?

Jag skulle vilja skilja små företag från den akademiska världen här. Små företag har anammat ELN från första början och har ett stort antal alternativ att välja mellan. Den akademiska världen är ett annat djur där införandet är lågt. Även om stora institutioner har implementerat ELN är detta en liten del av den totala akademiska marknaden, vilket resulterar i mindre än 10 % av användningsgraden.

Det större problemet i den akademiska världen är en allmän ovilja att införa ELN mycket tidigt i undervisningen

Frågorna är ganska komplexa i den här sektorn. De flesta institutioner har inte behov av de verktyg för skydd av immateriella rättigheter som de flesta produkter tillhandahåller. Behovet finns ur ett samarbetsperspektiv, och det finns ett stort antal verktyg som är ”ELN-liknande” och som kan användas – vissa är till och med gratis. Så även om vissa grupper inte använder ELN kan de använda andra verktyg som tillhandahåller de nödvändiga funktionerna.

Det större problemet som jag ser inom den akademiska världen är en allmän ovilja att förändra och införa ELN mycket tidigt i undervisningen. Ja, det finns vissa problem med kostnaderna, men flera leverantörer erbjuder mycket billiga lösningar för utbildningsändamål. Det beror mer på ett motstånd mot att förstå teknikens betydelse – särskilt för syntetisk kemi – för framtida arbetsgivare. Vi måste utbilda studenterna i den teknik som de kommer att använda i framtiden och lära oss sätt att förbättra den, snarare än att utbilda dem via föråldrade pappersparadigm.

Q Har nya ELN-leverantörer som är särskilt innovativa kommit ut under de senaste två eller tre åren?

Ärligt talat har jag under de senaste två till tre åren inte sett någon produkt som är särskilt ny eller så innovativ att den verkligen sticker ut från mängden. De senaste åren har varit evolutionära förändringar med ytterligare funktioner och arbete med några nya användargränssnitt.

Atrium Research publicerar en omfattande översikt över ELN-marknaden.