Het digitale lab: op zoek naar slankere, groenere activiteiten

Digitale technologie zorgt voor nieuwe efficiëntie in onderzoekslaboratoria en ontsluit daarbij duurzaamheidswinst

Misschien was het die keer dat de labmanager alle documentatie bij elkaar moest sprokkelen voor de compliance-audit van de volgende week. Of misschien was het toen het lab bijna duizend dollar verspilde aan een reagens dat al achterin de chemiekast lag.

Wat de aanleiding ook was, steeds meer laboratoria zien de waarde in van het overstappen van papieren of digitale oplossingen naar geïntegreerde laboratoriumbeheerplatforms. Melina Blees, vestigingsdirecteur voor biotech incubator BioLabs Philadelphiazegt dat het besef van de noodzaak om te organiseren plotseling kan komen voor een snel groeiend bedrijf.

"Binnen een week kunnen ze van al deze informatie in een spreadsheet en in het hoofd van de labmanager veranderen in plotseling te veel", zegt Blees. Als het gaat om missiekritische taken zoals het bijhouden van inventaris, het bieden van ELN-mogelijkheden (Electronic Laboratory Notebook) voor het vastleggen van protocollen en experimentele gegevens, en het bewaken van de prestaties van instrumenten, kunnen digitale platforms veel pijn wegnemen.

De overgang moet echter zorgvuldig worden begeleid. Veel laboratoria hebben hun toevlucht genomen tot zelfgemaakte software die de tand des tijds misschien niet zal doorstaan. Erwin Seinen, oprichter en directeur van laboratoriumsoftwarebedrijf eLabNext, merkt op dat deze software vaak gemaakt is door één laboratoriumlid. "Als deze persoon het bedrijf verlaat, is er niemand om de software draaiende te houden", zegt hij. "Het is belangrijk om een platform te kiezen dat toekomstbestendig is."

Kortetermijndenken kan ervoor zorgen dat laboratoria struikelen bij de eerste stappen van hun digitale reis, maar als het digitaliseringsproces goed wordt uitgevoerd, kan het de efficiëntie, kwaliteit en duurzaamheid van de activiteiten transformeren.

Uw wetenschappelijke investering beschermen

Digitale labplatforms met ELN- en LIMS-functies zijn een populair startpunt voor veel laboratoria en kunnen ervoor zorgen dat gegevens consistent en veilig worden verzameld. Deze tools kunnen experimentele gegevens verzamelen en formatteren zonder dat bestanden op USB-drives tussen computers moeten worden doorgestuurd.

Seinen ziet ook een voordeel voor medewerkers buiten het lab, of het nu onderzoekers zijn die thuis of in het veld isoleren. Hij merkt op dat milieuonderzoekers bij Canada's Hakai Instituut en de Nationale Oceanische en Atmosferische Administratie van de VS gebruiken het eLabNext platform om belangrijke aspecten van hun staalcollectie en logging processen in het veld te automatiseren. Betrouwbare dataverzameling en -transmissie kan het verschil maken tussen een doorbraak en een ramp voor een once-in-a-lifetime project. "Wat als je miljoenen dollars hebt uitgegeven om een maand lang op expeditie te gaan om deze dingen te doen," zegt hij, "en nu mis je die gegevens omdat je ze niet correct hebt geregistreerd?"

Digitale gegevens zijn gemakkelijker terug te vinden en te hergebruiken, wat cruciaal is om de reproduceerbaarheid van een experiment te garanderen of om een nauwkeuriger alternatief te bieden voor het 'papieren spoor' dat regelgevende instanties gebruiken om onderzoeksfaciliteiten te controleren op naleving. Deze traceerbaarheid stelt laboratoria in staat om meer uit hun gegevens te halen door middel van bio-informatische analyse achteraf met andere software die gekoppeld kan zijn aan het ELN-systeem.

De digitale transitie is ook geschikt voor het bedrijfsresultaat van een laboratorium. Naast de middelen die verloren gaan aan onnodig herhaalde experimenten, verspillen veel onderzoeksgroepen routinematig geld aan de aanschaf van overtollige of overbodige reagentia en materialen. Digitaal bijhouden van voorraden voorkomt veel van deze verspilling door het personeel een continu bijgewerkt overzicht te geven van de huidige voorraden. "We zien veel besparingen voor laboratoria door het voorkomen van dubbele bestellingen", zegt Zareh Zurabyan, hoofd van eLabNext Americas. "Door onze samenwerking met laboratoria uit de academische wereld tot biotech en farma, krijgen we feedback dat ze jaarlijks duizenden dollars besparen door digitaal te gaan werken."

Stappen op weg naar duurzaamheid

Verspilde inspanningen en middelen kunnen een diepe ecologische voetafdruk achterlaten, en digitalisering kan hier ook een troef zijn, hoewel veel laboratoria zich hier misschien niet volledig van bewust zijn. "Mijn ervaring tot nu toe is dat dit een nieuw verband is dat mensen leggen", zegt Rachael Relph, hoofd duurzaamheid voor de non-profit, Mijn groene labdie best practices in duurzaamheid in laboratoria promoot en een wereldwijd groen laboratorium beheert certificeringsregeling.

Elke dollar die wordt bespaard door het verbruik te minimaliseren via digitaal voorraadbeheer betekent minder afval dat wordt verbrand of gestort. De omvang van het probleem van onderzoeksafval is niet volledig bekend, maar Relph wijst op schattingen die suggereren dat 's werelds laboratoria jaarlijks alleen al meer dan 5,5 miljoen ton plastic afval produceren (Urbina, M. et al. Natuur 528, 479; 2015).

Routinematige laboratoriumactiviteiten zijn ook zeer hulpbronintensief, zelfs voor onderzoeksgroepen die hun reagentiavoorraad effectief beheren. "Laboratoria verbruiken per vierkante meter vijf tot tien keer meer energie dan commerciële kantoren en ongeveer vier keer meer water", zegt Relph. Met inzichten uit digitale gegevens hebben laboratoria mogelijkheden om een hap uit dit verbruik te nemen zonder hun onderzoek te ondermijnen. My Green Lab wijst bijvoorbeeld op zorgvuldig onderhoud van de vriezer en het aanpassen van de temperatuur om het dagelijkse stroomverbruik te verminderen.

Een slimme digitale strategie

Om deze voordelen te maximaliseren, moeten laboratoria een duidelijke visie hebben over hoe ze hun werk kunnen digitaliseren op een manier die hun 'digitale gezondheid' op lange termijn maximaliseert, zegt Zurabyan. Dit betekent dat oplossingen op maat of op beperkte schaal die mogelijk verouderd raken of extra werk opleveren in plaats van wetenschappers moeite te besparen, moeten worden vermeden. "Duik er niet meteen in. Zorg voor een spelplan en begin dan met het één voor één implementeren van oplossingen," zegt hij. "Door samen te werken met BioLabs en My Green Lab kunnen we de werkelijke behoeften van deze laboratoria begrijpen en ze tijdens het proces advies geven over digitale transformatie."

Relph voegt eraan toe dat, hoewel digitale platforms zoals laboratoriuminformatiebeheersystemen (LIMS) labmanagers kunnen helpen bij het vinden van mogelijkheden om hun activiteiten duurzamer te maken, er geen pasklare oplossing bestaat. "Laboratoria helpen om te zien hoe digitale tools hun specifieke uitdagingen kunnen oplossen, is de sleutel tot het vinden van de oplossing die voor hen werkt", zegt ze.

eLabNext wil nu samenwerken met zowel My Green Lab als BioLabs om dit proces voor nieuwe startups te vergemakkelijken. Het idee is dat het aanbieden van verregaande digitale oplossingen aan jonge bedrijven hen op het juiste spoor zal zetten wat betreft operationele efficiëntie en het integreren van de duurzaamheidsmaatregelen die My Green Lab heeft geïdentificeerd. "Door deze gewoonten in te bouwen in een bedrijf wanneer het klein is," zegt Blees, "zal het een veel grotere impact hebben wanneer je honderden mensen hebt."

Relph is ook enthousiast over het stimuleren van een nieuwe generatie wetenschappers om het voortouw te nemen op het gebied van duurzaamheid in het lab, met behulp van digitale technologieën. "We kunnen een hele gemeenschap inspireren", zegt ze. "Er zal de komende tien jaar een behoorlijke transformatie plaatsvinden."

"Als het gisteren de taak van laboratoria was om te digitaliseren en efficiënter te worden," zegt Zurabyan, "dan is het morgen de taak om duurzaam te digitaliseren en een basis te leggen voor grootschalige gegevensanalyse met behulp van automatisering en AI."

Lees verder op Nature