紙質(zhì)筆記本看起來似乎能夠永久保存。畢竟，古登堡版圣經(jīng)自15世紀就留存至今。
但紙張不是完美的。真實事例擺在眼前：在澳大利亞一所大學(xué)，裝訂好的書籍在搬移中散開，保存了30年的筆記本變成了一堆散落的紙片。在美國，一名博士后梳理了數(shù)天，才從三孔活頁夾中找到了審稿人需要的實驗細節(jié)。而無紙化的正面例子是，一家瑞士合作生產(chǎn)組織實時在線地展示了客戶樣品的色譜反應(yīng)，客戶對此倍加贊賞。
電子實驗室工具已經(jīng)優(yōu)勢十足，然而科學(xué)家還是不愿意采用。數(shù)字化最主要的障礙在于成本，改變工作習(xí)慣的動力以及讓人望而生畏的可選種類。
始于何處
對于實驗室信息化的初學(xué)者來說，LIMSwiki是絕佳的開始。實驗室信息化研究所是LabLynx公司（基于瀏覽器的研究管理軟件商）在2006年成立的商業(yè)機構(gòu)，提供在線社區(qū)服務(wù)資源。LabLynx強調(diào)透明性，如定價，LIMSwiki可提供的價格都在最新的供應(yīng)商描述中�！拔覀儽M力保持中立，避免營銷和自我推銷。wiki是一個逐步發(fā)展的工具，我們也一直在找尋高質(zhì)量的提供者�！盠IMSwiki負責(zé)人ShawnDouglas表示。
LIMSwiki對這些術(shù)語進行了定義，例如ELN（通常用于記錄實驗數(shù)據(jù)）和LIMS（傳統(tǒng)上用于追蹤標準化流程，如生產(chǎn)）。然而信息化產(chǎn)品間的區(qū)別是模糊的，羅氏公司優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)規(guī)范與計算機系統(tǒng)驗證協(xié)調(diào)員MarkusDathe說，因為“正在出現(xiàn)技術(shù)的結(jié)合”。ELNs、LIMS和設(shè)備軟件在不斷地擴展功能，互相聯(lián)系、交錯。信息化軟件包持續(xù)地瞄準覆蓋研發(fā)項目的全生命周期，包括試劑庫存、監(jiān)管形式、工作需求以及實驗細節(jié)。然而，許多研究者從小規(guī)模起步，使用自我搭建的、帶有實驗步驟文本文檔和電子數(shù)據(jù)文件的ELN。
“從科學(xué)家到課題組長再到實驗管理者，所有人都看到了ELNs的價值。”Accelrys公司軟件研發(fā)部高級主管ErikAlsmyr說，該公司的ELNs（之前為Contur公司的iLabber）可以用于小型到中等規(guī)模的研究組。Alsmyr說大部分實驗室起初都采用通用的組織和共享軟件，如Evernote或SharePoint，之后他們會意識到需要更多的存儲能力或知識產(chǎn)權(quán)保護。對于你的電子記錄，電子系統(tǒng)提供7天24小時的全球權(quán)限，Alsmyr說，大多數(shù)商業(yè)化ELNs都符合電子記錄的法規(guī)要求。例如，《美國聯(lián)邦法規(guī)》第21篇第11部分，其中包括美國食品藥品監(jiān)督管理局的要求，以及面向歐洲市場的歐盟附錄11條。
然而，尤其是在大學(xué)，研究人員的接受速度仍然較慢。這就是為什么LabArchives公司在提供具有更大存儲及特性的凝膠成像之外，要提供免費的ELN版本�！拔覀兊恼{(diào)查發(fā)現(xiàn)，在學(xué)術(shù)界，約95%的科學(xué)家仍然在使用紙質(zhì)的實驗記錄本�！盠abArchives公司首席執(zhí)行官EarlBeutler說道。Beutler的整個家族都是科學(xué)家（包括一位諾貝爾獎獲得者），他認為實驗室應(yīng)該走向數(shù)字化時代了。他說，“我這輩子都在與那些精通技術(shù)的天才科學(xué)家打交道，然而令我吃驚的是，他們最先進的做法依然是拍照，打印出來，然后把它貼在紙質(zhì)的實驗記錄本上�！�
當(dāng)高校意識到黏合劑會失效，筆記本電腦中的記錄沒有最強的知識產(chǎn)權(quán)保護時，他們開始購買覆蓋整個系所的信息化站點許可，Beutler說。這樣就為科學(xué)家掃清了成本障礙，確保正確地歸檔潛在的專利成果。LabArchives的目標群體也包括沒有紙張依賴癥的群體：學(xué)生。“我們的許多用戶都是從事教學(xué)工作的研究者，因此我們應(yīng)他們的需求開發(fā)了課堂ELN�！盉eutler表示，“這樣教師在提供背景信息和評判作業(yè)時，都能做到電子化。目前使用的最大課堂超過2000名學(xué)生。”
學(xué)術(shù)研究者TammyMorrish從第一天起就開始使用數(shù)字化工具，她在Labguru上搭建了自己的實驗室，這是一個基于網(wǎng)絡(luò)的研究管理系統(tǒng)。作為一名博士后，Morrish有一個自己搭建的項目資源數(shù)據(jù)庫，然而當(dāng)她在托萊多大學(xué)生化與癌癥生物學(xué)系開始助理教授生涯時，她需要一個更高級的可共享系統(tǒng)。這是構(gòu)建新系統(tǒng)的最好時機，她說，因為你了解項目可以使用的所有的小鼠、細胞系和質(zhì)粒。
Morrish對Labguru的客戶服務(wù)評價很高，稱這一系統(tǒng)節(jié)約了大量時間。它通過將產(chǎn)品數(shù)量、供應(yīng)商和當(dāng)前訂單放在一起，將訂購流程化，她說。Labguru保存了實驗室小鼠的所有基因型，以及包括圖譜的質(zhì)粒信息。Morrish認為該系統(tǒng)對于定位物品來說尤其有用�！跋胂肟次覀冊谡覗|西上浪費了多少時間。”她說，“現(xiàn)在我一需要找東西時，即使不問其他人，也能在數(shù)據(jù)庫中輸入名稱并找到它�！彼又f，“當(dāng)然，人們需要將找到的東西放回原處�！彼膶嶒炇矣幸幻麑嶒瀱T每周定期比對數(shù)據(jù)庫檢查庫存。
在更高的層面上，該系統(tǒng)可以促進團隊交流，例如通過便捷的數(shù)據(jù)交換。它也是最好的實踐教學(xué)，Morrish說，“它幫助學(xué)生用任何數(shù)據(jù)庫都可以掌握這一技能，你需要正確、一致地輸入信息，否則就找不到它�！�
可控數(shù)字化
基于科研的商業(yè)機構(gòu)也十分欣賞數(shù)字化研究管理的效率，但是長期的穩(wěn)定性也至關(guān)重要�！疤魬�(zhàn)在于確保數(shù)據(jù)從現(xiàn)在起20年的可達性和可用性�！盌athe說。選擇主流的信息供應(yīng)商，如IDBS、PerkinElmer或者Accelrys可能會提供較為持久的保障，但是市場是動態(tài)的，任何機構(gòu)都可能面臨改變。在過去的幾十年間，賽默飛世爾公司收購了InnaPhase公司，PerkinElmer公司購買了Labtronics、CambridgeSoft和ArtusLabs公司，擁有漫長并購和收購史的Accelrys最近也被法國的軟件公司Dassault所收購。誠然，合并后的公司仍力求保留用戶�！拔覀円廊粨碛凶陨鲜兰o90年代就研發(fā)出來的軟件，我們也經(jīng)常會為客戶指明前進的道路�！盇ccelrys公司高級副總裁LeifPedersen說。
盡管如此，產(chǎn)業(yè)界并不都采用實驗室信息化系統(tǒng)。但即使是食品藥品監(jiān)督管理局這樣的機構(gòu)都鼓勵使用電子文檔，Dathe說，“制藥廠商通常都比較保守，它們認為已經(jīng)被監(jiān)管機構(gòu)所接受的紙質(zhì)系統(tǒng)通常更容易、更便宜�！�
丹麥的LEO制藥廠的信息化探索與數(shù)據(jù)管理部負責(zé)人UlrikNicolaideLichtenberg研發(fā)了一種致力于商業(yè)信息化系統(tǒng)的模型。他說，起初是利益相關(guān)者的深入分析。定義出你的需求、目標和“能承受多大的痛苦”，也就是使用新系統(tǒng)所要耗費的時間、金錢和努力。要意識到你的ELN或者LIMS只是信息生態(tài)系統(tǒng)的一部分。LEO制藥廠為其藥物化學(xué)研發(fā)部門選擇了Accelrys公司的ELN，但ELN只是deLichtenberg團隊設(shè)計的整套復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施中的一個元素。他們的系統(tǒng)會捕獲、驗證并永久存儲記錄，一旦發(fā)生知識產(chǎn)權(quán)訴訟，這些記錄將會易于獲取、搜索并能夠提供法律依據(jù)。這是一項復(fù)雜的計劃，deLichtenberg建議從獨立顧問那里尋求建議，因為他們懂得不斷變化的信息化市場。
“云”端之上
Atrium研究咨詢公司首席執(zhí)行官MichaelElliott為deLichtenberg提供建議，并支持他的方法。他說，“不要迷戀于一個示范產(chǎn)品，要向深層次看，檢驗信息化系統(tǒng)的潛在能力�！笨蛻魝兊睦硐胂到y(tǒng)能夠流程化管理、確保存儲的安全持久，同時快速檢索所需信息。一個理想的系統(tǒng)甚至能夠找到“暗數(shù)據(jù)”（能夠回答目前研究問題的早期數(shù)據(jù)，但是淹沒于雜亂的數(shù)據(jù)中）�？蛻粜枰氖强蓴U展性、用戶友好的界面和杰出的全球支持。然而，不同產(chǎn)品在這些能力上存在差異，Elliott說，“不要只依靠宣講和品牌名稱來做選擇，而要仔細考慮你當(dāng)前和未來的需求。”
如果可擴展性和易于使用性是第一需要，那么可以選擇基于云的系統(tǒng)，如CoreInformatics。原則上來說，云系統(tǒng)可以存儲無限量的數(shù)據(jù)，而且網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的接入方式為用戶提供熟悉的界面�；跒g覽器的系統(tǒng)不需要專門的軟件，因此也易于升級。信息化供應(yīng)商也提供了用戶友好的模塊化軟件包。類似于選擇手機應(yīng)用，用戶僅需要選擇他們所需的組分。
同時進入視線的entire有更好的移動性和兼容性。研究者現(xiàn)在都攜帶智能手機和平板電腦進入實驗室，因此信息化研發(fā)者正在打造與手持設(shè)備兼容的產(chǎn)品。數(shù)據(jù)日益需要在不同的設(shè)備和信息化平臺上匯編，因此，Pedersen表示，他個人正在推動促進信息共享的標準化提升工作。然而，曾經(jīng)的現(xiàn)實主義者Elliott也表示，標準化的進程也十分緩慢，因為即使是在同一個部門，用戶也可能采用不同的術(shù)語和定義。Elliott說，推動科學(xué)信息標準化和數(shù)據(jù)集成優(yōu)化的驅(qū)動力，“是走向更加協(xié)作的工作”。
在信息化提升的愿望清單上，Dathe加入了數(shù)據(jù)的背景特性，即該數(shù)據(jù)何時何地被哪項研究采集。數(shù)據(jù)應(yīng)該與相關(guān)的分子和臨床信息以及整個數(shù)據(jù)產(chǎn)生過程相鏈接，包括使用儀器的類型和狀態(tài)。Dathe說，“沒有這些背景，我們所采集的海量數(shù)據(jù)將毫無意義。”
開放的心態(tài)
調(diào)整海量數(shù)據(jù)規(guī)模是BrittPiehler的工作，作為LabKey軟件公司的總裁，他開發(fā)了用于數(shù)據(jù)管理和整合的工具。他說，全球化和多點合作的趨勢意味著，項目經(jīng)理必須要協(xié)調(diào)從各個站點、在多樣環(huán)境下、以各種儀器采集的數(shù)據(jù)。“這正是LabKey起作用的地方。”Piehler說，“我們?yōu)榫唧w任務(wù)打造工具，通常是為多點合作計劃打造的數(shù)據(jù)整合，這些計劃需要對各種各樣的數(shù)據(jù)進行標準化�！盠abKey軟件公司的一個不尋常特性就是其產(chǎn)品是開放源碼。
“我們成長于學(xué)術(shù)群體�！盠abKey公司科學(xué)拓展部主任ElizabethNelson說，“因此我們相信軟件平臺的優(yōu)勢在于免費獲取�！遍_源代碼使得研究者可以量身定做他們的系統(tǒng)，Piehler說，LabKey工具的構(gòu)建和分享形成了一個社區(qū)。 如果代碼是免費的，那么LabKey提供什么呢？“定制化”，Piehler說。LabKey軟件公司的專家可以打造出直接解決Dathe數(shù)據(jù)背景需求的工具，例如加入人口統(tǒng)計信息。在8月，開源和開放獲取通過LabKey相結(jié)合，以提升科學(xué)的透明性和再現(xiàn)性。在一項發(fā)表于《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上的脈管炎治療臨床試驗中，利用LabKey的開源平臺搭建網(wǎng)絡(luò)入口，免費向公眾開放除去了參與者識別信息的數(shù)據(jù)。
對于那些致力于透明化和自己動手（DIY）的研究者來說，開源工作流程管理工具是一項選擇。加州大學(xué)圣克魯茲分校生態(tài)與進化學(xué)博士后研究員CarlBoettiger已經(jīng)經(jīng)歷了完整的DIY實驗室記錄本之旅。起初Boettiger將可開放獲取的實驗記錄保存在OpenWetWare平臺上�！斑@有點激進”，Boettiger說，“任何人都能進入并且編輯他人的筆記，盡管這不常發(fā)生�！痹贠penWetWare之后，Boettiger轉(zhuǎn)向了能讓他加強控制自己的研究記錄的平臺，這次是通常用于發(fā)表博客的WordPress平臺。Boettiger目前使用在線軟件開發(fā)網(wǎng)站GitHub作為他的記錄本，并利用Jekyll網(wǎng)站生成軟件在線發(fā)表他的記錄本。
博客型的ELN為你的研究建立了強大的歷史保險柜，Boettiger說。這將使欺騙無所遁形，因為任何改變都會留下記錄。你可以選擇公開、隱私的內(nèi)容并受密碼保護。他說，當(dāng)你在學(xué)術(shù)會議上與人交談或回復(fù)審稿人的要求時，你可以直接在手持設(shè)備上調(diào)出記錄，回顧你在何時做了哪些嘗試，以及如何做出來的。
下一步呢？
Boettiger說，“實驗記錄趨向開放性和協(xié)作，更安全，更加自動化。
”Boettiger和Dathe分別是圣克魯茲的生態(tài)學(xué)家和巴塞爾的藥物研發(fā)和信息技術(shù)專家，盡管他們的觀點應(yīng)該有所不同，但是他們對于未來實驗室有著近乎科幻的一致觀點。在這個愿景中，科學(xué)家只管做他們的工作，自動跟蹤系統(tǒng)就會同時記錄數(shù)據(jù)。條形碼會標明使用的試劑、樣品和儀器，為數(shù)據(jù)的后續(xù)分析提供背景。整個的過程也將被記錄下來，展現(xiàn)出每個字節(jié)的出處，并最終建立知識產(chǎn)權(quán)的聲明。“這將提供更廣泛的數(shù)據(jù)記錄，只要你愿意就可以透明化并可以分享�！盉oettiger說。一個完全自動化的系統(tǒng)能夠不用人工數(shù)據(jù)輸入就可以采集實驗細節(jié)，使研究簡化。然后，我們所需要的只是將試劑歸位的機器人。
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