Was ist ein elektronisches Laborbuch?

Das elektronische Laborbuch (ELN) ist eine Softwarelösung, mit der Daten und Ergebnisse wissenschaftlicher Experimente zentralisiert, verwaltet und geteilt werden können. Es ersetzt das traditionelle Papier-Laborbuch, das viele Nachteile in Bezug auf Datensicherheit und -integrität, Zusammenarbeit und Compliance aufweist. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über seine Ursprünge, Vorteile, aber auch mehrere Branchenanwendungsfälle und Entwicklungsperspektiven.

Das elektronische Laborbuch unter dem Mikroskop : Definition und Geschichte

Definition

Das digitale Laborheft ist eine Lösung, mit der Forscher und Wissenschaftler ihre Erfahrungen, Beobachtungen und Ergebnisse in einer Forschungsumgebung elektronisch dokumentieren können. Es ersetzt traditionelle papierbasierte Labormethoden und bietet eine moderne und intuitive Benutzeroberfläche. Die ELN erleichtert die Erfassung, Organisation und den Austausch experimenteller Daten und ermöglicht eine effiziente Zusammenarbeit. Als echtes Schweizer Taschenmesser hilft es Forschern, ihre Daten und Ergebnisse zu erstellen, zu speichern, zu organisieren, zu analysieren und zu teilen. Durch die Integration von Funktionen wie Änderungsnachverfolgbarkeit, Zugriffsrechteverwaltung und erweiterte Suche zielt das elektronische Laborheft darauf ab, die Effizienz zu verbessern Reproduzierbarkeit und Konformität der wissenschaftlichen Forschung bei gleichzeitiger Förderung der Innovation im wissenschaftlichen Entdeckungsprozess.

Herkunft und Entwicklung

Das Konzept des elektronischen Laborhefts geht  auf die 1980er Jahre zurück, als die ersten Personalcomputer und Textverarbeitungssoftware auftauchten. Die Forscher begannen, diese Software zu verwenden, um ihre Erfahrungsberichte zu schreiben, während sie ihre Papierlaborhefte aus rechtlichen oder regulatorischen Gründen aufbewahren. Die ersten ELN  wurden in den 1990er Jahren von Universitäten und Privatunternehmen entwickelt. Sie waren oft mit einer bestimmten Domäne und einem eingeschränkten Funktionsumfang verknüpft, ohne sich mit einem anderen System verbinden zu können. Sie hatten auch viele technische Einschränkungen: geringe Lagerkapazität, mühsame Ergonomie oder ein niedriges Sicherheitsniveau. Digitale Laborhefte haben  sich in den 2000er Jahren mit dem Aufstieg des Internets und des Cloud-Computing deutlich weiterentwickelt und sind leistungsfähiger, vielseitiger und zugänglicher geworden.

ELN: eine vielseitige Lösung für alle F&E-Labore

Elektronisches Laborheft: ein multisektorales Werkzeug

Auf dem Markt für digitale Laborhefte gibt es eine breite Palette Lösungen, die auf die Bedürfnisse und Besonderheiten der verschiedenen Branchen zugeschnitten sind, die F&E oder breitere Laboraktivitäten durchführen. Ob in der Pharma-, Lebensmittel-, Kosmetik- oder Chemieindustrie: Die Vorteile von ELFür die Optimierung des Innovationsprozesses liegen auf der Hand:

• Verbesserung der Produktivität und Effizienz der Forscher,
• Förderung der Zusammenarbeit und des Wissensaustauschs,
• Reduzierung von Kosten und Entwicklungszeiten,
• Verbesserung der Datenqualität und -zuverlässigkeit
• Erleichterung der Einhaltung der geltenden Normen,
• Stärkung des geistigen Schutzes.

Fokus auf die Besonderheiten von ELNs für chemische und biologische Laboratorien

Chemische und biologische Laboratorien haben besondere Eigenschaften, die elektronische  Laborhefte erfordern, die an ihre Besonderheiten angepasst sind.

Beispielsweise müssen Chemielabore mit komplexen Daten wie molekularen Strukturen, chemischen Reaktionen, physikalisch-chemischen Eigenschaften oder Spektren umgehen. Chemische Forscher benötigen daher ein elektronisches  Laborheft, mit dem sie molekulare Strukturen zeichnen, Parameter berechnen, Spektren visualisieren oder Informationen in chemischen Datenbanken suchen können.

Biologische Labors müssen mit verschiedenen Daten wie DNA-Sequenzen, Proteinen, Zellen, Geweben oder Organismen umgehen. Um den Alltag der Biologen zu erleichtern, bieten elektronische Laborhefte  Funktionen zum Erfassen von Sequenzen, Erstellen von phylogenetischen Bäumen, Verwalten von Proben oder Durchführen statistischer Analysen.

Eine anpassbare Lösung, die sich an alle Besonderheiten anpasst

Nicht alle Labors haben die gleichen Anforderungen und Einschränkungen. Einige haben möglicherweise spezifische Protokolle, bestimmte Datenformate, strenge regulatorische Anforderungen oder einzigartige persönliche Präferenzen. Aus diesem Grund ist es wichtig, die digitalen Laborhefte an die Bedürfnisse jedes Labors anzupassen und ihnen die Möglichkeit zu bieten, eine maßgeschneiderte Lösung zu erhalten. Dies führt zu einer Anpassung der Lösung, spezifischen Einstellungen oder Entwicklungen, die verschiedene Aspekte wie Benutzeroberfläche, Funktionen, Erlebnismodelle oder benutzerdefinierte Berichte betreffen.

ELN können auch mit anderen vorhandenen Systemen verbunden werden, um sich nahtlos an die Datenerfassungs-, Verwaltungs- und Freigabeprozesse anzupassen und die betriebliche Effizienz des Labors erheblich zu verbessern.

Fallstudien: Beispiele, bei denen Laborhefte die F&E verändert haben

Jedes Labor zeichnet sich durch seine Einzigartigkeit aus und die Einsatzmöglichkeiten eines ELN sind grenzenlos . Um die Vorteile und möglichen Anwendungen von elektronischen Laborgeräten zu veranschaulichen, sind im Folgenden einige konkrete, nicht erschöpfende Beispiele aufgeführt, die in verschiedenen Bereichen verwendet werden.

Optimierung der Produktivität in der Pharmaindustrie

Pharmaunternehmen haben es sich zur Aufgabe gemacht, Medikamente zu entdecken, zu entwickeln, herzustellen und zu vermarkten, um die Gesundheit und Lebensqualität von Patienten zu verbessern. Um diese Ziele zu erreichen, müssen sie nicht nur ständig innovativ sein, sondern auch ihre Produktivität optimieren.

Die Einrichtung eines digitalen Laborhefts in einem pharmazeutischen Labor wird ihren Teams erheblich dabei helfen,

• Planung und Überwachung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten,
• Protokollieren Sie die Parameter und Ergebnisse jedes Projekts,
• Verwaltung von Lagerbeständen, Ausrüstung und Lieferungen,
• Kontrolle der Qualität und Konformität von Forschungsprozessen.

Verbesserung der Zusammenarbeit zwischen den Teams einer Industriegruppe

Um wettbewerbsfähig und nachhaltig zu bleiben, müssen Industriekonzerne Produkte entwickeln, produzieren und vermarkten, die den Erwartungen der Verbraucher entsprechen. Die enge Zusammenarbeit zwischen den Teams ist von entscheidender Bedeutung, um den Wissensaustausch zu fördern und Synergien zu fördern und so Kreativität und Innovation zu stärken.

Die Verwendung eines digitalen Laborheftes erleichtert es  den Forschern einer Industriegruppe:

• Austausch und Verbreitung der Daten und Ergebnisse ihrer Erfahrungen,
• Zugriff auf Daten und Ergebnisse anderer Teams, Kommentare, Anmerkungen oder Validierung
• Gemeinsames Verwalten von Inventar,
• Planen Sie Aufgaben und verfolgen Sie vergangene Zeiten,
• Zugriff auf Protokolle und Dokumentationsressourcen,
• Definieren und verwalten Sie Zugriffsrechte basierend auf dem Profil der Forscher.

Gewährleistung der Qualität und Einhaltung der GxP in einem biologischen Labor

Biologielabors unterliegen strengen Standards, die als GxP-Standards bekannt sind. Das «x» dieses Kürzels entspricht branchenspezifischen Best Practices: zum Beispiel GLP für Good Laboratory Practices, GDP für Good Documentation Practices oder GMP für Good Manufacturing Practices usw. Alle diese Standards garantieren die Qualität, die Zuverlässigkeit und Integrität der erzeugten Daten und sind für die Gewährleistung der Sicherheit und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften von wesentlicher Bedeutung.

Die Einrichtung eines digitalen  Laborhefts in einem biologischen Labor kann die Einhaltung dieser Normen erheblich erleichtern, indem es den Teams ermöglicht:

• Detaillierte und genaue Aufzeichnung aller Phasen eines Experiments,
• Verwaltung und Kontrolle von Versionen experimenteller Protokolle, um die Reproduzierbarkeit von Experimenten sicherzustellen,
• Automatische Dokumentation von Änderungen an den Daten, einschließlich Datum, Uhrzeit und Autor der Änderung,
• Zugriffsrechte verwalten, um die Vertraulichkeit und Integrität der Daten zu gewährleisten,
• Generieren Sie detaillierte Berichte für interne und externe Audits usw.

Welche Perspektiven für das elektronische Laborheft?

Digitale Laborhefte entwickeln sich ständig weiter und erweitern sich mit neuen Funktionen, um den wachsenden Anforderungen und technologischen Fortschritten im Forschungsbereich gerecht zu werden. Mehrere neue Trends prägen die Zukunft der NLG, darunter:

• Integration von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen, um die Datenanalyse zu automatisieren und die Vorhersage experimenteller Ergebnisse zu verbessern,
• Konnektivität und IoT (Internet der Dinge) für die Echtzeit-Erfassung experimenteller Daten,
• Mobilität und Zugänglichkeit, um sich an alle Endgeräte anzupassen und überall arbeiten zu können,
• Erweiterte Analyse, für eine tiefere Interpretation der Ergebnisse, wodurch die Entscheidungsfindung erleichtert wird,
• Integration mit anderen Softwarelösungen als LIMS, um die Konsistenz, Rückverfolgbarkeit und Qualität der Ergebnisse zu verbessern,
• Erhöhte Sicherheit und Compliance, um immer strengere Standards zu erfüllen, usw.

Die wachsende Wirkung von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen

Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen gehören zu den aufkommenden Trends, die die ELN-Lösungen am meisten beeinflussen. Dies sind Technologien, mit denen Maschinen aus Daten lernen und komplexe Aufgaben ausführen können. Elektronische Laborhefte nutzen diese technologischen Fortschritte zunehmend, um:

• Automatisierung der Datenerfassung, -analyse und -synthese,
• Fehler, Anomalien oder Unstimmigkeiten in den Daten erkennen,
• Vorschläge für Lösungen, Hypothesen oder Experimente,
• Vorhersage von Ergebnissen, Leistungen oder Risiken im Zusammenhang mit Experimenten,
• Generieren Sie Berichte, Publikationen oder Patente aus Daten usw.

Auf dem Weg zu vollständiger Konnektivität: Kurs zum IoT

Konnektivität und IoT (Internet der Dinge) sind ebenfalls Trends, die sich zunehmend auf digitale Laborhefte auswirken. Diese Technologien, die die Datenerfassung in Echtzeit durch Konnektivität mit Laborinstrumenten und IoT-Sensoren erleichtern, werden zunehmend eingesetzt für:

• Automatisierung der Datenerhebung und -analyse,
• Erhöhung der Genauigkeit der Versuchsergebnisse,
• Verwalten und überwachen Sie Ressourcen und Geräte auch aus der Ferne,
• Verbessern Sie die Zusammenarbeit mit sofortigem Datenaustausch
• Förderung der Interoperabilität zwischen verschiedenen Systemen und Geräten usw.

Kurzum: Tauchen Sie mit den elektronischen Laborheften in die Zukunft der F&E ein!

In den letzten Jahren haben elektronische  Laborhefte die F&E-Landschaft erheblich verändert. Sie zeichnen sich durch hohe Flexibilität und die Möglichkeit aus, ihre Funktionen an die spezifischen Anforderungen jedes Labors unabhängig von seiner Branche anzupassen.

Angesichts der Entstehung vielversprechender Technologien wie künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und IoT ist die Einführung eines ELN ein entscheidender Schritt  für jedes F&E-Labor, das an der Spitze der Innovation bleiben möchte. Die Investition in eine ELN  bringt nicht nur unmittelbare konkrete Vorteile wie verbesserte Produktivität, Zusammenarbeit, Qualität und Sicherheit, sondern ist auch eine proaktive Vorbereitung auf die ständige Weiterentwicklung der Wissenschaft.

Um Ihren Übergang erfolgreich zu gestalten und das digitale Laborbuch zu Ihrem besten Partner für zukünftige Entwicklungen zu machen, stellt RITME Ihnen sein gesamtes Know-how zur Verfügung. Als Partner der wissenschaftlichen Teams seit über 30 Jahren haben unsere Experten für die Digitalisierung von Labors ein umfassendes Angebot an Softwarelösungen für das Management von Labordaten (ELN, LIMS, SDMS, Molekulardesign, Bildanalyse usw. ) entwickelt und Dienstleistungen mit hohem Mehrwert.

In dieser Funktion unterstützen wir Sie bei der Auswahl der am besten geeigneten Lösung für Ihre Bedürfnisse und Entwicklungsperspektiven und führen gemeinsam mit Ihnen die Integration Ihres Werkzeugs von Standard bis maßgeschneidert durch.

Unsere Teams sind in ständiger Beobachtung und im Kontakt mit den innovativsten Akteuren des Marktes bereit, auf Ihre aktuellen Herausforderungen zu reagieren und gleichzeitig Ihre zukünftigen Entwicklungen im Einklang mit den technologischen Veränderungen, die derzeit stattfinden, zu antizipieren.

Vertrauen Sie unseren Teams, damit Sie in die Zukunft der F&E eintauchen können!

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