Met een lab in de cloud kun je ontwikkelen vanuit huis

Biologische onderzoeken en tests lukken nu al. Strateos denkt over een paar maanden zo ver te zijn dat chemici op afstand nieuwe verbindingen kunnen synthetiseren. Door de nieuwe chemische syntheselijnen te verbinden met bestaande robotische biologielaboratoria, kunnen onderzoekers straks vanuit huis hun nieuw ontwikkelde medicijnen testen. 

De eerste robotlaboratoria van het bedrijf, dat sinds 2012 actief is, zijn ontwikkeld door voorganger Transcriptic. Vorig jaar fuseerde Transcriptic met 3Scan, een bedrijf dat digitale 3D-histologische modellen produceert uit scans van weefselmonsters, om Strateos te vormen. De faciliteit heeft vier robots die experimenten uitvoeren in grote, podachtige laboratoria voor een aantal externe klanten, waaronder het R&D centrum van het Amerikaanse leger (Darpa) en het California Pacific Medical Center Research Institute.

Een robot vult spullen aan in een van de labs 

Fischer-Colbrie licht het proces toe:

"Het begint met een intakekit, waarin de onderzoekers standaard labcontainers matchen met een webgebaseerd etiketteersysteem. Vervolgens selecteren ze de benodigde tests via onze grafische gebruikersinterface. Dit kunnen tests zijn van de chemische eigenschappen van mengsels, biochemische processen, waaronder hoe de mengsels reageren op enzymen of waar ze binden aan moleculen, en hoe synthetische gistorganismen reageren op stimuli. Binnenkort zal het bedrijf de mogelijkheid toevoegen om toxicologische tests uit te voeren op levende cellen.

"Onze aanpak is volledig geautomatiseerd en programmeerbaar", zegt Fischer-Colbrie. "Dat betekent dat wetenschappers een standaardworkflow kunnen kiezen of stap voor stap kunnen beslissen hoe een workflow wordt uitgevoerd. Als ze willen, kunnen de wetenschappers elke stap van het experiment definiëren met verschillende parameters, bijvoorbeeld hoe lang de robot een monster incubeert en of hij het snel of langzaam doet. Alle apparaten, waaronder akoestische vloeistofbehandelaars, spectrofotometers, real-time kwantitatieve polymerase-kettingreactie-instrumenten en flowcytometers zijn beschikbaar."

Klaar voor AI

Om het systeem te ontwikkelen, moesten de ingenieurs de standaard laboratoriumautomatisering verbinden met het web. Dat nog niemand dat eerder had gedaan, komt volgens Fischer-Colbrie simpelweg omdat onderzoekers in de levenswetenschappen al zo lang traditionele laboratoriumtechnieken gebruikten, dat het niet leek dat er een echte vervanging zou kunnen zijn voor fysiek in het laboratorium zijn.

Strateos had deze technologie natuurlijk al lang ontwikkeld voordat het Coronavirus mensen ertoe bracht op afstand te werken. Fischer-Colbrie zegt dat het verschillende voordelen heeft ten opzichte van traditionele laboratoriumexperimenten, naast dat het wetenschappers in staat stelt om vanuit huis te werken. Experimenten die via robots worden uitgevoerd, zijn volgens hem gemakkelijker te standaardiseren en leggen meer metadata vast dan gebruikelijk of zelfs mogelijk is tijdens een handmatig experiment. Dit maakt het herhalen van onderzoek gemakkelijker, stelt wetenschappers die geografisch van elkaar gescheiden zijn in staat om samen te werken en bereidt alvast de mogelijkheid voor om AI te gebruiken. "Omdat we experimenten gemakkelijk kunnen herhalen en schone datasets kunnen genereren, zijn trainingsgegevens voor AI-systemen bruikbaarder."

En robotlaboratoria zijn heel geschikt voor kleine bedrijven en individuen die geen financiering hebben voor dure apparatuur, waardoor de startmogelijkheden worden vergroot. Senior vice-president engineering Alok Gupta: "Hierdoor kunnen wetenschappers zich concentreren op het concept, niet op het kopen van apparatuur, het opzetten, kalibreren; ze kunnen gewoon online gaan en aan hun werk beginnen."