La automatización de laboratorios es una estrategia multidisciplinaria para investigar, desarrollar, optimizar y aprovechar las tecnologías en el laboratorio que permiten procesos nuevos y mejorados. Los profesionales de la automatización de laboratorios son investigadores, científicos e ingenieros académicos, comerciales y gubernamentales que realizan investigaciones y desarrollan nuevas tecnologías para aumentar la productividad, elevar la calidad de los datos experimentales, reducir los tiempos de ciclo de los procesos de laboratorio o permitir la experimentación que de otro modo sería imposible.
La aplicación más conocida de la tecnología de automatización de laboratorios es la robótica de laboratorio . En términos más generales, el campo de la automatización de laboratorios comprende muchos instrumentos de laboratorio automatizados , dispositivos (los más comunes son los muestreadores automáticos ), algoritmos de software y metodologías que se utilizan para permitir, acelerar y aumentar la eficiencia y la eficacia de la investigación científica en los laboratorios.
La aplicación de tecnología en los laboratorios actuales es necesaria para lograr avances oportunos y seguir siendo competitivos. Los laboratorios dedicados a actividades como el cribado de alto rendimiento , la química combinatoria , las pruebas clínicas y analíticas automatizadas, los diagnósticos, los biorepositorios a gran escala y muchos otros, no existirían sin los avances en la automatización de laboratorios.
Algunas universidades ofrecen programas completos que se centran en las tecnologías de laboratorio. Por ejemplo, la Universidad de Indiana-Universidad de Purdue en Indianápolis ofrece un programa de posgrado dedicado a la informática de laboratorio. Asimismo, el Instituto de Posgrado Keck en California ofrece un título de posgrado con énfasis en el desarrollo de ensayos, instrumentación y herramientas de análisis de datos necesarios para el diagnóstico clínico, el cribado de alto rendimiento , la genotipificación , las tecnologías de microarrays , la proteómica , la obtención de imágenes y otras aplicaciones.
Al menos desde 1875 se han registrado casos de aparatos automatizados para la investigación científica. [1] Estos primeros aparatos fueron construidos en su mayoría por los propios científicos para resolver problemas en el laboratorio. Después de la Segunda Guerra Mundial, las empresas comenzaron a ofrecer equipos automatizados cada vez de mayor complejidad.
La automatización se extendió de manera constante en los laboratorios durante el siglo XX, pero luego se produjo una revolución: a principios de la década de 1980, el Dr. Masahide Sasaki abrió el primer laboratorio completamente automatizado . [2] [3] En 1993, el Dr. Rod Markin del Centro Médico de la Universidad de Nebraska creó uno de los primeros sistemas de gestión de laboratorios clínicos automatizados del mundo. [4] A mediados de la década de 1990, presidió un grupo de estándares llamado Comité Directivo de Estándares de Automatización de Pruebas Clínicas (CTASSC) de la Asociación Estadounidense de Química Clínica , [5] [6] que luego evolucionó a un comité de área del Instituto de Estándares Clínicos y de Laboratorio . [7] En 2004, los Institutos Nacionales de Salud (NIH) y más de 300 líderes reconocidos a nivel nacional en el mundo académico, la industria, el gobierno y el público completaron la Hoja de Ruta de los NIH para acelerar el descubrimiento médico para mejorar la salud. La hoja de ruta del NIH identifica claramente el desarrollo de tecnología como un factor crítico para la misión del Grupo de Implementación de Bibliotecas Moleculares e Imágenes (ver el primer tema – Nuevos caminos hacia el descubrimiento – en https://web.archive.org/web/20100611171315/http://nihroadmap.nih.gov/).
A pesar del éxito del laboratorio del Dr. Sasaki y otros similares, el costo multimillonario de dichos laboratorios ha impedido su adopción por parte de grupos más pequeños. [8] Todo esto es más difícil porque los dispositivos fabricados por diferentes fabricantes a menudo no pueden comunicarse entre sí. Sin embargo, los avances recientes basados en el uso de lenguajes de programación como Autoit han hecho posible la integración de equipos de diferentes fabricantes. [9] Usando este enfoque, muchos dispositivos electrónicos de bajo costo, incluidos los dispositivos de código abierto, [10] se vuelven compatibles con los instrumentos de laboratorio comunes.
Algunas empresas emergentes como Emerald Cloud Lab y Strateos ofrecen acceso a laboratorios remotos y a pedido a escala comercial. Un estudio de 2017 indica que estos laboratorios automatizados totalmente integrados a escala comercial pueden mejorar la reproducibilidad y la transparencia en experimentos biomédicos básicos, y que más de nueve de cada diez artículos biomédicos utilizan métodos actualmente disponibles a través de estos grupos. [11]
Un gran obstáculo para la implementación de la automatización en los laboratorios ha sido su alto costo. Muchos instrumentos de laboratorio son muy caros. Esto es justificable en muchos casos, ya que dichos equipos pueden realizar tareas muy específicas empleando tecnología de punta. Sin embargo, existen dispositivos empleados en el laboratorio que no son altamente tecnológicos pero aún así son muy costosos. Este es el caso de muchos dispositivos automatizados, que realizan tareas que fácilmente podrían ser realizadas por dispositivos simples y de bajo costo como brazos robóticos simples , [12] [13] [14] módulos electrónicos universales (de código abierto), [15] [16] [17] [18] [19] Lego Mindstorms , [20] o impresoras 3D .
Hasta ahora, se consideraba muy difícil utilizar dispositivos de bajo coste junto con equipos de laboratorio. Sin embargo, se ha demostrado que estos dispositivos de bajo coste pueden sustituir sin problemas a las máquinas estándar que se utilizan en el laboratorio. [12] [21] [22] Se puede prever que más laboratorios aprovecharán esta nueva realidad, ya que la automatización de bajo coste resulta muy atractiva para ellos.
Una tecnología que permite la integración de cualquier máquina independientemente de su marca es el scripting, más específicamente, el scripting que implica el control de clics del mouse y entradas del teclado, como AutoIt . Al cronometrar los clics y las entradas del teclado, las diferentes interfaces de software que controlan diferentes dispositivos se pueden sincronizar perfectamente. [9] [23]
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