Cloud laboratory
کلاؤڈ لیبارٹری ایک بہت زیادہ خودکار، مرکزی تحقیقی لیبارٹری ہے جہاں سائنس دان کمپیوٹر سے دور دراز مقام پر تجربہ چلا سکتے ہیں۔ کلاؤڈ لیبارٹریز لائف سائنس کے تحقیقی تجربات کو ایک خدمت کے طور پر انجام دینے کی پیشکش کرتی ہیں، جس سے محققین تجرباتی ڈیزائن پر مکمل کنٹرول برقرار رکھ سکتے ہیں۔ صارفین ایک اعلی سطحی اے پی آئی کے ذریعے تجرباتی پروٹوکول بناتے ہیں اور اس تجربے کو کلاؤڈ لیبارٹری میں انجام دیا جاتا ہے، جس میں صارف کو شامل ہونے کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ کلاؤڈ لیبز تجرباتی عمل درآمد میں تغیر کو کم کرتی ہیں، کیونکہ کوڈ سے بار بار پوچھ گچھ، تجزیہ اور عمل درآمد کیا جا سکتا ہے۔ وہ تجرباتی عمل درآمد کو معیاری بناتے ہوئے مہنگے لیبارٹری کے سازوسامان تک رسائی کو جمہوری بناتے ہیں، جو ممکنہ طور پر نقل کے بحران سے نمٹنے میں مدد کر سکتا ہے-جسے پہلے کاغذ میں "نمونوں کو ملاو" کے طور پر بیان کیا گیا ہو گا، اس کی جگہ ایک مخصوص مشین کے لیے ہدایات دی جاتی ہیں کہ وہ ایک مخصوص وقت کے لیے ایک مخصوص آر پی ایم کی شرح پر مل جائے، جس میں متعلقہ عوامل جیسے کہ ماحول کا درجہ حرارت لاگ ان ہوتا ہے۔ وہ بہت سے صارفین میں سرمائے کی لاگت کا اشتراک کرکے، متوازی طور پر تجربات چلا کر، اور انسٹرومنٹ ڈاؤن ٹائم کو کم کرکے بھی لاگت کو کم کرتے ہیں۔ آخر میں، وہ کلاؤڈ کے ذریعے پروٹوکول، ڈیٹا، اور ڈیٹا پروسیسنگ کے طریقوں کو شیئر کرنا آسان بنا کر تعاون کو آسان بناتے ہیں۔ انفراسٹرکچر کلاؤڈ لیبز عام سائنسی تکنیکوں کا استعمال کرتی ہیں جن میں ڈی این اے سیکوینسنگ اور جینو ٹائپنگ، اعلی کارکردگی والی مائع کرومیٹوگرافی (ایچ پی ایل سی)، پروٹین نکالنے، پلیٹ ریڈنگ، اپ اسٹریم بائیو پروسیسنگ، اور ویسٹرن بلاٹنگ شامل ہیں۔ صارفین سائن اپ کرکے اور ویب پر مبنی سافٹ ویئر انٹرفیس میں لاگ ان کرکے شروع کرتے ہیں۔ محققین اپنے پروٹوکول ایک مخصوص ویب ایپلی کیشن کے ذریعے یا اے پی آئی کے ذریعے جمع کرتے ہیں، اور جب آرڈر لیبارٹری میں پہنچتا ہے، تو انسانی آپریٹرز تجربہ ترتیب دیتے ہیں اور پلیٹوں کو مشین سے مشین میں منتقل کرتے ہیں۔ ڈیٹا خود بخود کلاؤڈ لیب میں ایک اے پی آئی کے ذریعے اپ لوڈ کیا جاتا ہے جہاں صارفین اس تک رسائی اور تجزیہ کر سکتے ہیں۔ صارفین کنٹرول، مشین کی ترتیبات، اور استعمال شدہ ریجینٹس کا جائزہ لے سکتے ہیں۔ متعدد تجربات متوازی طور پر چلائے جا سکتے ہیں، دن میں 24 گھنٹے۔ ایک حقیقی کلاؤڈ لیب کی تعریف پانچ معیارات سے کی جاتی ہے: صارفین کو کمپیوٹر انٹرفیس کے ذریعے کسی بھی مقام سے کسی بھی وقت آن ڈیمانڈ تجربات کرنے کے قابل ہونا چاہیے۔ کلاؤڈ لیبارٹری کو صارف کو روایتی لیبارٹری میں کھڑے ہونے اور دستی طور پر آلات چلانے کے تجربے کو ڈیجیٹل طور پر نقل کرنے کے قابل بنانا چاہیے۔ اسے صارفین کو لیڈ ٹائم، اضافی سافٹ ویئر، یا بیرونی ماہرین کے بغیر دور سے اپنے تجربات کے تمام پہلوؤں کی وضاحت کرنے کی اجازت دینی چاہیے۔ صارفین کو اپنے تجربے کو انجام دینے کے لیے درکار تمام آلات تک آن ڈیمانڈ رسائی حاصل ہونی چاہیے، جس سے فزیکل لیبارٹری غیر ضروری ہو جاتی ہے۔ صارفین کو ریموٹ سیٹنگ سے نمونے کی تیاری کے ساتھ ساتھ اسٹوریج اور ہینڈلنگ انجام دینے کے قابل ہونا چاہیے۔ صارفین کو ایک واحد معیاری کمپیوٹر انٹرفیس کا استعمال کرتے ہوئے متعدد تجربات کو اسکرپٹ اور مربوط کرنے اور ڈیٹا تجزیہ کرنے کے قابل ہونا چاہیے۔ کلاؤڈ لیبارٹری بمقابلہ ہائی تھرو پٹ تجربے کا استعمال کرتے ہوئے ہائی تھرو پٹ تجربے میں تجربات کی تعداد کو بڑھا کر تھرو پٹ میں اضافہ کرنا شامل ہے جسے ایک عام نمونہ فارم عنصر اور تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے متوازی طور پر چلایا جا سکتا ہے۔ جب جگہ یا مواد محدود ہوتے ہیں، تو نقل کی تعداد بڑھانے کے لیے معمولی عوامل کو بتدریج چھوٹے حصوں کو تفویض کیا جانا چاہیے۔ دوسری طرف کلاؤڈ لیبز بنیادی طور پر کسی ایک تجربے کی پیمائش نہیں کرتے بلکہ ان قسم کے تجربات کی تعداد میں اضافہ کرتے ہیں جنہیں متوازی طور پر چلایا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، کلاؤڈ لیب کے ساتھ، ایک سائنسدان بیک وقت درجنوں مختلف طہارت کے طریقوں کی کوشش کر سکتا ہے جن میں سے ہر ایک مکمل طور پر منفرد آلات کا استعمال کرتا ہے۔ ایچ ٹی ای ورک سیل کو بعض اوقات لائبریری پر رن کو متحرک کرنے یا ڈیجیٹل طور پر رن کی نگرانی کرنے کے لیے دور سے رسائی حاصل کی جا سکتی ہے۔ تاہم، یہ ریموٹ نگرانی یا اسکرین ٹرگرنگ اس ترقی کو متاثر نہیں کرتی ہے جو دوڑ سے پہلے ہونی چاہیے۔ اکثر ایچ ٹی ای کے ساتھ، سائنس دانوں کو نمونوں کو لائبریریوں میں گروپ کرنا چاہیے جو ایک ہی یا بہت ہی ملتے جلتے فارم فیکٹر کنٹینرز کا استعمال کرتے ہیں تاکہ ورک سیل زیادہ آسانی سے ٹریفک کر سکے اور ہر نمونے کو مربوط انداز میں حل کر سکے۔ لہذا، سائنس دانوں کو نمونوں کے نمونے بنانے کے عوامل کو معیاری بنانے اور ورک سیل کے نمونے کی تیاری کو آف لائن سنبھالنے کی ضرورت ہے۔ کلاؤڈ لیبز سینکڑوں یا ہزاروں منفرد کنٹینرز میں نمونوں کے ساتھ کام کر سکتی ہیں، جو روایتی لیبز (یہاں تک کہ وہ جو ایچ ٹی ای استعمال کر رہے ہیں) کے مقابلے میں اضافی لچک فراہم کرتی ہیں، اور نمونوں کی بڑی تعداد کی پروسیسنگ کی اجازت دیتی ہیں۔ کلاؤڈ لیبز کا مقصد روایتی لیب کے کام کے محرک کی جگہ سائنس دانوں کو اسی قسم کا کام کرنے کی صلاحیت فراہم کرنا ہے جو وہ عام طور پر روایتی لیب میں انجام دیتے ہیں، سوائے وقت اور لیبارٹری کی جگہ کے۔ کلاؤڈ لیبارٹریز 1990 کی دہائی میں لیبارٹری آٹومیشن میں ہونے والی پیشرفت پر بنائی گئی تھیں۔ 1990 کی دہائی کے اوائل میں، کنسورشیم آف آٹومیٹڈ اینالیٹیکل لیبارٹری سسٹمز کے ماڈیولرٹی پروجیکٹ نے معیارات کی وضاحت کرنے کے لیے کام کیا جس کے ذریعے بائیوٹیکنالوجی مینوفیکچررز ایسی مصنوعات تیار کر سکتے ہیں جنہیں خودکار نظاموں میں ضم کیا جا سکتا ہے۔ 1996 میں، نیشنل کمیٹی فار کلینیکل لیبارٹری اسٹینڈرڈز (اب کلینیکل اینڈ لیبارٹری اسٹینڈرڈز انسٹی ٹیوٹ) نے لیبارٹری آٹومیشن معیارات کی تجویز پیش کی جس کا مقصد لیبارٹری ٹیکنالوجی کے صارفین کو مختلف دکانداروں سے ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر خریدنے اور انہیں بغیر کسی رکاوٹ کے ایک دوسرے سے جوڑنے کے قابل بنانا ہے۔ کمیٹی نے 1997 میں پانچ ذیلی کمیٹیاں شروع کیں اور 2000 کی دہائی کے اوائل تک مصنوعات کی ترقی کی رہنمائی کے لیے معیاری پروٹوکول جاری کیے۔ انٹرآپریبلٹی میں یہ ابتدائی پیش رفت کلاؤڈ انفراسٹرکچر کا استعمال کرتے ہوئے لیب آٹومیشن کی ابتدائی مثالوں کا باعث بنی، جیسے کہ 2009 میں روبوٹ سائنٹسٹ "ایڈم"۔ اس روبوٹ نے مائکروبیل بیچ کے تجربات انجام دینے کے لیے لیبارٹری کے تمام ضروری آلات کو منسلک اور منسلک کیا۔ 2010 میں، ڈی جے کلین بوم اور برائن فریزا نے اینٹی وائرل ڈویلپر زمرد تھیراپیوٹکس کی بنیاد رکھی۔ لیبارٹری ٹیسٹنگ کو آسان بنانے کے لیے، گروپ نے اپنے سائنسی آلات کے مجموعہ کے لیے مرکزی انتظامی سافٹ ویئر اور تمام میٹا ڈیٹا اور نتائج کو ذخیرہ کرنے کے لیے ایک ڈیٹا بیس لکھا۔ 2012 میں، ٹرانسکرپٹک نے آن ڈیمانڈ سائنسی تحقیق کے لیے ایک روبوٹک کلاؤڈ لیبارٹری قائم کی، جس نے ڈی این اے کلوننگ سمیت منتخب کاموں کو دور سے انجام دیا۔ 2014 میں، زمرد تھیراپیوٹکس نے ایک روایتی لیب ماحول کی ضرورت کو مکمل طور پر تبدیل کرنے کے لیے زمرد کلاؤڈ لیب کا آغاز کیا، جس سے دنیا بھر کے سائنس دان تجرباتی ڈیزائن سے لے کر ڈیٹا کے حصول اور تجزیہ تک تمام ضروری سرگرمیاں انجام دے سکیں۔ کارنیگی میلن یونیورسٹی کا میلن کالج آف سائنس اپنے کیمپس میں دنیا کی پہلی تعلیمی کلاؤڈ لیبارٹری بنا رہا ہے۔ 20, 000 مربع فٹ کی لیبارٹری 2023 میں مکمل ہو جائے گی اور سی ایم یو کے محققین اور بالآخر پٹسبرگ میں دوسرے اسکولوں اور لائف سائنسز اسٹارٹ اپس تک رسائی فراہم کرے گی۔ خطرات جدید ترین لیبارٹریوں تک آسان رسائی ممکنہ حیاتیاتی تحفظ یا حیاتیاتی دہشت گردی کا خطرہ ہو سکتا ہے۔ حیاتیاتی خطرے اور حیاتیاتی تحفظ کے ماہر فلپا لینٹزوس نے کہا کہ "وہاں کچھ بہت ہی پاگل لوگ ہیں۔ اگر آپ جان بوجھ کر کچھ نقصان دہ کرنا چاہتے ہیں تو رکاوٹیں کم ہو رہی ہیں۔ " کلاؤڈ لیبز کا کہنا ہے کہ وہ تمام طے شدہ تجربات کا جائزہ لیتے ہیں اور جو بھی غیر قانونی یا خطرناک معلوم ہوتا ہے اسے جھنڈا لگا سکتے ہیں یا مسترد کر سکتے ہیں، اور یہ کہ تفصیلی ریکارڈ رکھنا روایتی لیبارٹری کے مقابلے میں کیا کیا جاتا ہے اس کی نگرانی کو آسان بناتا ہے۔ حوالہ جات تجارتی لیبارٹریاں