Cloud laboratory
ક્લાઉડ લેબોરેટરી એ ભારે સ્વચાલિત, કેન્દ્રિત સંશોધન પ્રયોગશાળા છે જ્યાં વૈજ્ઞાનિકો દૂરસ્થ સ્થાનમાં કમ્પ્યુટરથી પ્રયોગ ચલાવી શકે છે. મેઘ પ્રયોગશાળાઓ જીવન વિજ્ઞાન સંશોધન પ્રયોગોને એક સેવા તરીકે અમલમાં મૂકે છે, જેનાથી સંશોધકો પ્રાયોગિક ડિઝાઇન પર સંપૂર્ણ નિયંત્રણ જાળવી શકે છે. વપરાશકર્તાઓ ઉચ્ચ-સ્તરના API દ્વારા પ્રાયોગિક પ્રોટોકોલ બનાવે છે અને પ્રયોગ ક્લાઉડ લેબોરેટરીમાં ચલાવવામાં આવે છે, જેમાં વપરાશકર્તાને સામેલ કરવાની જરૂર નથી. ક્લાઉડ લેબ્સ પ્રાયોગિક અમલમાં પરિવર્તનશીલતાને ઘટાડે છે, કારણ કે કોડની વારંવાર પૂછપરછ, વિશ્લેષણ અને અમલ કરી શકાય છે. તેઓ પ્રાયોગિક અમલીકરણને પ્રમાણિત કરતી વખતે ખર્ચાળ પ્રયોગશાળાના ઉપકરણોની પહોંચને લોકશાહી બનાવે છે, જે સંભવિત રીતે પ્રતિકૃતિ કટોકટીને સંબોધવામાં મદદ કરી શકે છે-જે અગાઉ કાગળમાં "નમૂનાઓનું મિશ્રણ" તરીકે વર્ણવવામાં આવ્યું હોઈ શકે છે તે ચોક્કસ મશીન માટે ચોક્કસ આરપીએમ દર પર મિશ્રણ કરવા માટેની સૂચનાઓ દ્વારા બદલવામાં આવે છે. તેઓ ઘણા વપરાશકર્તાઓમાં મૂડી ખર્ચની વહેંચણી કરીને, સમાંતર પ્રયોગો ચલાવીને અને ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ ડાઉનટાઇમ ઘટાડીને પણ ખર્ચ ઘટાડે છે. છેવટે, તેઓ ક્લાઉડ દ્વારા પ્રોટોકોલ, ડેટા અને ડેટા પ્રોસેસિંગ પદ્ધતિઓ શેર કરવાનું સરળ બનાવીને સહયોગની સુવિધા આપે છે. ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર ક્લાઉડ લેબ્સ ડીએનએ સિક્વન્સિંગ અને જીનોટાઇપિંગ, હાઇ-પર્ફોર્મન્સ લિક્વિડ ક્રોમેટોગ્રાફી (એચ. પી. એલ. સી.), પ્રોટીન નિષ્કર્ષણ, પ્લેટ વાંચન, અપસ્ટ્રીમ બાયોપ્રોસેસિંગ અને વેસ્ટર્ન બ્લોટિંગ સહિતની સામાન્ય વૈજ્ઞાનિક તકનીકોનો ઉપયોગ કરે છે. વપરાશકર્તાઓ વેબ-આધારિત સોફ્ટવેર ઇન્ટરફેસમાં સાઇન અપ કરીને અને લૉગ ઇન કરીને શરૂઆત કરે છે. સંશોધકો સમર્પિત વેબ એપ્લિકેશન દ્વારા અથવા API દ્વારા તેમના પ્રોટોકોલ સબમિટ કરે છે, અને જ્યારે ઓર્ડર પ્રયોગશાળામાં આવે છે, ત્યારે માનવ સંચાલકો પ્રયોગની સ્થાપના કરે છે અને પ્લેટને મશીનથી મશીનમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે. ડેટા આપમેળે API દ્વારા ક્લાઉડ લેબમાં અપલોડ થાય છે જ્યાં વપરાશકર્તાઓ તેને ઍક્સેસ કરી શકે છે અને તેનું વિશ્લેષણ કરી શકે છે. વપરાશકર્તાઓ નિયંત્રણો, મશીન સેટિંગ્સ અને ઉપયોગમાં લેવાતા રીએજન્ટ્સની સમીક્ષા કરી શકે છે. બહુવિધ પ્રયોગો દિવસના 24 કલાક સમાંતર ચલાવી શકાય છે. સાચા મેઘ પ્રયોગશાળાને પાંચ માપદંડો દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છેઃ વપરાશકર્તાઓ કમ્પ્યુટર ઇન્ટરફેસ દ્વારા કોઈપણ સ્થાનથી કોઈપણ સમયે માંગ પર પ્રયોગો કરવા માટે સક્ષમ હોવા જોઈએ. ક્લાઉડ લેબોરેટરીએ વપરાશકર્તાને પરંપરાગત પ્રયોગશાળામાં ઊભા રહેવાનો અને હાથથી ચાલતા સાધનોના અનુભવની ડિજિટલ નકલ કરવા માટે સક્ષમ બનાવવો જોઈએ. તે વપરાશકર્તાઓને તેમના પ્રયોગોના તમામ પાસાઓને લીડ ટાઇમ, વધારાના સોફ્ટવેર અથવા બહારના નિષ્ણાતો વિના દૂરથી સ્પષ્ટ કરવાની મંજૂરી આપે છે, વપરાશકર્તાઓને તેમના પ્રયોગ કરવા માટે જરૂરી તમામ સાધનોની માંગ પર પહોંચ હોવી આવશ્યક છે, જે ભૌતિક પ્રયોગશાળાને બિનજરૂરી બનાવે છે. વપરાશકર્તાઓ દૂરસ્થ સેટિંગમાંથી નમૂના તૈયાર કરવા તેમજ સંગ્રહ અને સંચાલન કરવા માટે સક્ષમ હોવા જોઈએ. વપરાશકર્તાઓ એક જ પ્રમાણિત કમ્પ્યુટર ઇન્ટરફેસનો ઉપયોગ કરીને બહુવિધ પ્રયોગો લખવા અને જોડવા અને ડેટા વિશ્લેષણ કરવા માટે સક્ષમ હોવા જોઈએ. ક્લાઉડ લેબોરેટરી વિ. હાઇ-થ્રુપુટ પ્રયોગનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-થ્રુપુટ પ્રયોગમાં સામાન્ય નમૂનાના ફોર્મ પરિબળ અને તકનીકનો ઉપયોગ કરીને સમાંતર ચલાવી શકાય તેવા પ્રયોગોની સંખ્યાને વધારીને થ્રુપુટ વધારવાનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે જગ્યા અથવા સામગ્રી મર્યાદિત હોય, ત્યારે પ્રતિકૃતિઓની સંખ્યા વધારવા માટે ધીમે ધીમે નાના અપૂર્ણાંકોને નાના પરિબળો સોંપવા જોઈએ. બીજી બાજુ, મેઘ પ્રયોગશાળાઓ મૂળભૂત રીતે એક પણ પ્રયોગને વધારતી નથી પરંતુ સમાંતર ચલાવી શકાય તેવા પ્રયોગોની સંખ્યામાં વધારો કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ક્લાઉડ લેબ સાથે, એક વૈજ્ઞાનિક વારાફરતી ડઝનેક વિવિધ શુદ્ધિકરણ પદ્ધતિઓનો પ્રયાસ કરી શકે છે જે દરેક સંપૂર્ણપણે અનન્ય સાધન સમૂહનો ઉપયોગ કરે છે. HTE વર્ક સેલ્સને કેટલીકવાર લાઈબ્રેરી પર રનને ટ્રિગર કરવા અથવા રનને ડિજિટલ રીતે મોનિટર કરવા માટે દૂરસ્થ રીતે એક્સેસ કરી શકાય છે. જો કે, આ રિમોટ મોનિટરિંગ અથવા સ્ક્રીન ટ્રિગરિંગ વિકાસને અસર કરતું નથી જે દોડ અગાઉથી થવો જોઈએ. ઘણીવાર એચ. ટી. ઈ. સાથે, વૈજ્ઞાનિકોએ નમૂનાઓને પુસ્તકાલયોમાં જૂથબદ્ધ કરવા જોઈએ જે સમાન અથવા ખૂબ સમાન ફોર્મ ફેક્ટર કન્ટેનરનો ઉપયોગ કરે છે જેમ કે વર્ક સેલ વધુ સરળતાથી ટ્રાફિક કરી શકે છે અને દરેક નમૂનાને સંકલિત રીતે સંબોધિત કરી શકે છે. તેથી, વૈજ્ઞાનિકોએ નમૂનાઓના નમૂનાના સ્વરૂપના પરિબળોને પ્રમાણિત કરવાની અને વર્ક સેલના નમૂનાની તૈયારીને ઓફલાઇન સંભાળવાની જરૂર છે. ક્લાઉડ પ્રયોગશાળાઓ સેંકડો અથવા તો હજારો અનન્ય કન્ટેનરમાં નમૂનાઓ સાથે કામ કરી શકે છે, જે પરંપરાગત પ્રયોગશાળાઓ (એચ. ટી. ઈ. નો ઉપયોગ કરતી પ્રયોગશાળાઓ પણ) ની સરખામણીમાં વધારાની લવચીકતા પૂરી પાડે છે અને મોટી સંખ્યામાં નમૂનાઓની પ્રક્રિયાને મંજૂરી આપે છે. ક્લાઉડ લેબ્સનો હેતુ વૈજ્ઞાનિકોને સમય અને પ્રયોગશાળાની જગ્યા દ્વારા અનિયંત્રિત સિવાય, પરંપરાગત પ્રયોગશાળામાં સામાન્ય રીતે જે પ્રકારનું કાર્ય કરે છે તે જ પ્રકારનું કાર્ય કરવાની ક્ષમતા પ્રદાન કરીને પરંપરાગત પ્રયોગશાળાના કાર્યના ચાલકને બદલવાનો છે. મેઘ પ્રયોગશાળાઓ 1990 ના દાયકામાં પ્રયોગશાળા ઓટોમેશનમાં કરવામાં આવેલી પ્રગતિ પર બનાવવામાં આવી હતી. 1990 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, કન્સોર્ટિયમ ઓફ ઓટોમેટેડ એનાલિટીકલ લેબોરેટરી સિસ્ટમ્સના મોડ્યુલરિટી પ્રોજેક્ટએ ધોરણોને વ્યાખ્યાયિત કરવા માટે કામ કર્યું હતું જેના દ્વારા બાયોટેકનોલોજી ઉત્પાદકો એવા ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન કરી શકે છે જેને સ્વચાલિત પ્રણાલીઓમાં એકીકૃત કરી શકાય. 1996માં, નેશનલ કમિટી ફોર ક્લિનિકલ લેબોરેટરી સ્ટાન્ડર્ડ્સ (હવે ક્લિનિકલ એન્ડ લેબોરેટરી સ્ટાન્ડર્ડ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ) એ લેબોરેટરી ઓટોમેશન ધોરણોની દરખાસ્ત કરી હતી જેનો હેતુ લેબોરેટરી ટેકનોલોજીના ગ્રાહકોને વિવિધ વિક્રેતાઓ પાસેથી હાર્ડવેર અને સોફ્ટવેર ખરીદવા અને તેમને એકબીજા સાથે એકીકૃત રીતે જોડવા માટે સક્ષમ બનાવવાનો હતો. સમિતિએ 1997માં પાંચ પેટા સમિતિઓ શરૂ કરી હતી અને 2000ના દાયકાની શરૂઆતમાં ઉત્પાદનના વિકાસને માર્ગદર્શન આપવા માટે માનકીકરણ પ્રોટોકોલ બહાર પાડ્યા હતા. આંતરસંચાલનીયતામાં આ પ્રારંભિક વિકાસ ક્લાઉડ ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરનો ઉપયોગ કરીને લેબ ઓટોમેશનના પ્રારંભિક ઉદાહરણો તરફ દોરી ગયા, જેમ કે 2009 માં રોબોટ સાયન્ટિસ્ટ "એડમ". આ રોબોટે માઇક્રોબાયલ બેચ પ્રયોગો કરવા માટે જરૂરી તમામ પ્રયોગશાળાના ઉપકરણોને આવરી લીધા અને જોડ્યા. 2010માં, ડી. જે. ક્લેઇનબૌમ અને બ્રાયન ફ્રેઝાએ એન્ટિવાયરલ ડેવલપર એમેરાલ્ડ થેરાપ્યુટિક્સની સ્થાપના કરી હતી. પ્રયોગશાળા પરીક્ષણને સરળ બનાવવા માટે, જૂથે તેમના વૈજ્ઞાનિક સાધનોના સંગ્રહ માટે કેન્દ્રીકૃત વ્યવસ્થાપન સોફ્ટવેર અને તમામ મેટાડેટા અને પરિણામોને સંગ્રહિત કરવા માટે ડેટાબેઝ લખ્યું હતું. 2012 માં, ટ્રાન્સક્રિપ્ટિકે માંગ પર વૈજ્ઞાનિક સંશોધન માટે રોબોટિક ક્લાઉડ લેબોરેટરીની સ્થાપના કરી, જેણે દૂરથી ડીએનએ ક્લોનિંગ સહિત પસંદગીના કાર્યો કર્યા. 2014 માં, એમેરાલ્ડ થેરાપ્યુટિક્સે પરંપરાગત પ્રયોગશાળાના વાતાવરણની જરૂરિયાતને સંપૂર્ણપણે બદલવા માટે એમેરાલ્ડ ક્લાઉડ લેબની શરૂઆત કરી હતી, જે વિશ્વભરના વૈજ્ઞાનિકોને પ્રાયોગિક ડિઝાઇનથી લઈને ડેટા સંપાદન અને વિશ્લેષણ સુધીની તમામ જરૂરી પ્રવૃત્તિઓ કરવા સક્ષમ બનાવે છે. કાર્નેગી મેલોન યુનિવર્સિટીની મેલોન કોલેજ ઓફ સાયન્સ તેમના કેમ્પસમાં વિશ્વની પ્રથમ શૈક્ષણિક ક્લાઉડ લેબોરેટરીનું નિર્માણ કરી રહી છે. 20, 000 ચોરસ ફૂટની આ પ્રયોગશાળા 2023માં પૂર્ણ થશે અને CMUના સંશોધકો અને આખરે પિટ્સબર્ગમાં અન્ય શાળાઓ અને જીવન-વિજ્ઞાન સ્ટાર્ટઅપ્સ સુધી પહોંચ પ્રદાન કરશે. જોખમો અત્યાધુનિક પ્રયોગશાળાઓની સરળ પહોંચ સંભવિત જૈવ સુરક્ષા અથવા જૈવિક આતંકવાદનો ખતરો હોઈ શકે છે. જૈવિક જોખમ અને જૈવ સુરક્ષાના નિષ્ણાત ફિલિપ્પા લેન્ટ્ઝોસે કહ્યું, "ત્યાં કેટલાક ખૂબ જ ઉન્મત્ત લોકો છે. જો તમે ઇરાદાપૂર્વક કંઈક હાનિકારક કરવા માંગતા હો તો અવરોધો નીચે આવી રહ્યા છે. મેઘ પ્રયોગશાળાઓ કહે છે કે તેઓ તમામ સુનિશ્ચિત પ્રયોગોની સમીક્ષા કરે છે અને ગેરકાયદેસર અથવા ખતરનાક લાગે તેવા કોઈપણ પ્રયોગોને ચિહ્નિત કરી શકે છે અથવા નકારી શકે છે, અને વિગતવાર રેકોર્ડ-કીપિંગ પરંપરાગત પ્રયોગશાળા કરતાં શું કરવામાં આવે છે તેની દેખરેખ સરળ બનાવે છે. સંદર્ભો વ્યાપારી પ્રયોગશાળાઓ