使用物联网远程监控PCR热循环仪

物联网时代的开端

 

世界已进入物联网(Internet of Things, IoT)时代,许多设备(物件)可连接到互联网/内联网进行数据交换和应用。很多行业都对这项新技术显示出兴趣,试图发现它能创造怎样的价值。制造业在这一新趋势中占据了领先地位,IoT在该行业的应用预期将是在所谓的“工业4.0”生产中引领“范式转移”。而用于分子生物学的实验室设备也发生了重大变化。该领域的一些重要竞争企业已经开始在它们的产品中引入远程监控和其他基于IoT的功能,以提高其产品的便利性、工作效率以及精密度和准确度。

 

实验室设备通过新技术翻开崭新一页

 

PCR热循环仪是一种在生物化学和医学实验室中,目前广泛用来扩增DNA片段或序列的仪器,用于医学/生物研究、病原体检测、亲子鉴定乃至刑侦等目的。DNA引物、热稳定酶及核苷酸的混合物经历一个加热和冷却循环,使生物材料的初始小样本中DNA的特定区域大量复制。扩增结果的质量主要取决于对每个反应周期温度和时间的精确控制。每一PCR程序的全过程通常需要30-40分钟,但可能运行长达2小时。

 

整个过程自动进行,由仪器自身控制。大多数情况下,技术人员仅是在仪器旁坐着等待结果,只有在显示出错信息事件时才进行干预。如果技术人员可以在其他地方远程查看整个过程,并且可以在智能手机或其他移动设备上自动接收错误警报和状态通知,会怎么样呢?现在,基于IoT的远程技术恰好提供了这种解决方案。

 

现在可远程监控PCR热循环仪

 

蓝光生物科技公司(Blue-Ray Biotech)是已引进IoT技术的数家分子生物学实验室设备制造商之一。蓝光生物科技公司的PCR TurboCycler具有一个内置WiFi模块,可让用户远程监控PCR过程。原本显示在仪器自身屏幕上的温度和时间等信息,现在也可以在智能手机的屏幕上实时查看。通过移动应用程序TurboAPP,用户可安装和配置仪器的仪表板。仪器内置的WiFi模块具有与无线路由器相同的功能,可以用来与智能手机直接建立连接。这让没有配备其他WiFi接入点或路由器的实验室也能对仪器进行监控。

 

TurboApp WiFi连接让PCR仪操作人员可以去做其他事情,而不是只能干等循环完成。操作人员可以在实验室的其他地方,通过智能手机或其他设备对PCR循环的进度和仪器的运行状态进行监控。任何警报或警告都将被传送至智能手机,并且当程序完成时,操作人员也将收到通知。

 

不用再干等

 

TurboCycler内置Wifi模块覆盖的直接范围可达10米。然而,如果实验楼有无线接入点或路由器,数据传输的范围会更大,操作人员通常能够在更大的区域内自由活动,并且仍然能够接收到他们PCR仪的信号。

 

除了监控特定PCR仪的进程外,该应用程序还可让用户查看实验室中PCR仪是否空闲,以便他们了解是否可能安排预约使用仪器。

 

除了对PCR热循环仪进行远程监控外,蓝光生物科技公司还在致力于在他们即将推出的新系列微量离心机配备远程监控功能。

 

有了物联网技术,更多功能值得期待

 

这只是个开始。还有更多使用IoT技术的实验室设备值得期待。有了IoT,可以实现许多奇妙的功能。它能使仪器“更智能”、更高效、更方便。

 

例如,可以设计一种系统,它从仪器收集运行数据,并实时将其上传至云端数据库中。这个庞大的累积数据库可用于训练机器学习模型,以对被监控设备进行预防性维护。还可以具备远程诊断和故障排除例行程序,以防止仪器意外关机,从而避免仪器损坏和数据丢失。  

 

这听起来也许异想天开,但这并非虚构。在某些领域,如工厂自动化和电梯、空调等产品的售后维修服务,相关技术已然就位。但是,在决定要采用的功能时,我们必须考虑诸多因素,包括用户的实际需求以及适当的产品成本结构。考虑的主要原则是,产品能否以合理有效的价格向用户提供最大化的整体效益。