10 Gründe, warum Sie Ihre Laborabläufe digitalisieren sollten

Wir leben in einer Zeit, in der die Digitalisierung unser Leben und unsere Labore durchdringt. Mehr denn je nutzen Biowissenschaftler digitale Werkzeuge, um Zeitpläne zu beschleunigen, dezentral zu arbeiten und Daten sicher zu verwahren. Die Anwendung von künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen (ML) -Algorithmen auf diverse biologische Datensätze nimmt ebenfalls zu und liefert tiefere Einblicke sowie Antworten auf komplexe biologische Fragestellungen.

Dennoch gibt es in den Biowissenschaften immer noch eine große Gruppe von „digitalen Nachzüglern“. Nehmen wir zum Beispiel Papier-Laborbücher, die seit Anbeginn der Wissenschaft das traditionelle Format zur Dokumentation sind. Mit dem Aufkommen von „Omics“-Technologien und Bioinformatik führen viele Biowissenschaftler ein hybrides Dasein: Sie nutzen aus Gewohnheit und Tradition weiterhin Papier-Laborbücher, während sie gleichzeitig digitale Plattformen für die Datenerzeugung, -speicherung, -freigabe und -verwaltung verwenden. Infolgedessen greifen sie auf umständliche und ineffektive Methoden zurück, um die analoge und digitale Welt miteinander zu verknüpfen.

Wer in dieser Welt arbeitet, kennt die Nachteile dieses Ansatzes. Anstatt jeden einzelnen aufzuzählen, möchten wir die Vorzüge einer „rein digitalen“ Arbeitsweise hervorheben, die durch digitale Laborplattformen ermöglicht wird. Diese bietet zahlreiche Vorteile für viele Laboraufgaben, wie etwa das Protokoll-, Inventar- und Datenmanagement.

Hier sind zehn unserer Lieblingsvorteile.

#1: Gesteigerte Effizienz

Die Wissenschaft ist mit vielen ineffizienten Aufgaben verbunden: repetitive Arbeitsabläufe, Schwierigkeiten beim Austausch großer Datendateien, Fehler bei der Datenübertragung und mehr. Digitale Laborabläufe können Prozesse rationalisieren und den Zeit- und Ressourcenaufwand für Experimente reduzieren. Sie bieten ein zentrales Repository für Daten und Informationen, das es dem Personal ermöglicht, Daten und Protokolle in Echtzeit auszutauschen, Instrumente zu integrieren und traditionell manuelle Aufgaben zu automatisieren.

#2: Verbesserte Genauigkeit

Datenverlust oder Ungenauigkeiten bei der manuellen Übertragung sind in der Wissenschaft ein häufiges Problem, insbesondere wenn Daten an verschiedenen Orten oder auf unterschiedlichen Geräten gespeichert sind. Digitale Laborplattformen verringern das Risiko solcher Fehler, indem sie sich in verschiedene Werkzeuge und Geräte integrieren lassen und die Nachverfolgung sowie Speicherung von Laborinformationen ermöglichen. Diese Funktionen erhöhen die Datensicherheit und die Reproduzierbarkeit von Versuchsergebnissen. 

#3: Optimiertes Datenmanagement

Die zentrale Organisation von Daten auf einer digitalen Plattform ist ein weiterer wesentlicher Vorteil. Informationen befinden sich an einem Ort, sind jederzeit zugänglich und lassen sich einfach teilen. Einige Plattformen ermöglichen zudem die Integration mit anderen Tools zur Datenanalyse und -visualisierung, wodurch Rohdaten sowie verarbeitete und analysierte Daten effizient verwaltet werden. Dies unterstützt die Verwaltung von Daten über die gesamte Organisation oder Forschungsgruppe hinweg – von der Erstellung bis zur Löschung und bei jedem Schritt dazwischen. 

#4: Verbesserte Zusammenarbeit

Zusammenarbeit ist ein wesentlicher Bestandteil der Wissenschaft und führt zu einem tieferen Verständnis komplexer biologischer Fragen. In einer Welt, in der Papier-Laborbücher kopiert oder fotografiert werden müssen, um institutsübergreifende Kooperationen zu ermöglichen, ist die Arbeitsweise jedoch ineffizient und geradezu primitiv. Digitale Laborplattformen ermöglichen den schnellen und einfachen Austausch von Daten, Protokollen und Proben sowie eine unkomplizierte Verwaltung von Zugriffsrechten – unabhängig vom Standort, ganz wie bei einem Google Doc. 

#5: Erhöhte Sicherheit

Da Berechtigungen einfach verwaltet werden können und Authentifizierung, Verschlüsselung sowie Netzwerksicherheit auf digitalen Plattformen implementiert und überwacht werden können, sind alle Informationen innerhalb eines digitalen Systems sicherer. Dies reduziert das Risiko von Datenpannen und unbefugten Zugriffen. 

#6: Mehr Transparenz

Ein weiterer Vorteil der einfachen gemeinsamen Nutzung und Verwaltung wissenschaftlicher Daten und Ergebnisse ist die Möglichkeit zur Peer-Review und zur Replikation von Experimenten. Zudem lässt sich jede Aktion in einem digitalen Laborbuch nachverfolgen, was eine lückenlose Dokumentation aller Änderungen an Daten, Protokollen oder Proben ermöglicht. Diese Funktionen verringern das Risiko von Datenmanipulationen und erhöhen die Wahrscheinlichkeit, Fehler zu erkennen, bevor sie zum Problem werden.

#7: Kostensenkung

Die Betriebskosten sinken, wenn Personal, Prozesse und Arbeitsabläufe beschleunigt und manuelle Aufgaben automatisiert werden. Nehmen wir als Beispiel die Probenlagerung: Digitale Laborplattformen lassen sich mit Barcode-Generatoren und -Scannern verknüpfen, um diesen Prozess zu optimieren und den Zeitaufwand für das Einfrieren zahlreicher Bioproben erheblich zu reduzieren.

#8: Verbesserte Einhaltung gesetzlicher Vorschriften

Digitale Systeme unterstützen Sie dabei, regulatorische Anforderungen effizienter zu erfüllen, indem sie für eine klare Dokumentation und Nachvollziehbarkeit sorgen. Audit-Trails und Rückverfolgbarkeit sind wesentliche Bestandteile der Compliance. Viele digitale Laborplattformen erfüllen wichtige regulatorische Standards wie ISO 27001:2013, DSGVO, HIPAA und 21 CFR Part 11.

#9: Erhöhte Mobilität

Digitale Werkzeuge ermöglichen Ihnen den Zugriff auf Ihre Daten und Systeme von überall aus. Für Unternehmen, die flexiblere Arbeitsmodelle einführen, oder für Bioinformatik-Forscher, die auf Daten und Rechenkapazitäten angewiesen sind, erleichtern digitale Laborplattformen das ortsunabhängige Arbeiten, ohne dass dabei die Zusammenarbeit oder Sicherheit auf der Strecke bleibt.

#10: Zukunftssicherheit

Mit der technologischen Entwicklung werden KI/ML-Modelle immer ausgefeilter, und digitale Plattformen werden angesichts der wachsenden Datenmengen („Big Data“) unverzichtbar. Die Einführung digitaler Lösungen hilft Ihrem Labor, wettbewerbsfähig zu bleiben und sich auf die technologischen Anforderungen der Zukunft vorzubereiten.

Integration von Computational Biology und digitalen Plattformen: Die Zukunft der Forschung

Moderne computergestützte Biologie wird zunehmend eingesetzt, um grundlegende biologische Fragen zu beantworten sowie Zell- und Gentherapien zu konzipieren, zu entwickeln und herzustellen. Maschinelles Lernen (ML) kann beispielsweise einen noch größeren Einfluss ausüben als bisher, indem es die Art und Weise verändert, wie wir Daten analysieren und den gesamten F&E-Prozess steuern. 

Hier sind einige Möglichkeiten, wie dies geschehen könnte:

• Automatisierung – ML-Algorithmen können darauf trainiert werden, große Datenmengen schnell und präzise zu analysieren, sodass sich Forscher auf andere Aufgaben konzentrieren können.
• Höhere Genauigkeit – ML-Algorithmen übertreffen den Menschen bei Aufgaben wie der Bild- oder Datenanalyse oft und führen so zu präziseren Ergebnissen.
• Neue Erkenntnisse – Muster in Daten, die dem Menschen möglicherweise entgehen, können von ML-Algorithmen aufgedeckt werden, was zu neuen Perspektiven und Forschungsergebnissen führt.
• Prädiktive Modellierung – ML-Algorithmen ermöglichen die Erstellung von Modellen, die auf Basis früherer Daten Ergebnisse vorhersagen oder Empfehlungen geben können.

Wenn Sie diese Funktionen mit den oben beschriebenen digitalen Laborplattformen kombinieren, können das Forschungstempo und die Anwendungsmöglichkeiten für alltägliche Probleme in einer Vielzahl von Branchen ein rasantes Tempo erreichen. 

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