Systèmes d'enregistrement chimique et biologique: de quoi s'agit-il et en avez-vous besoin?

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Que sont les systèmes d'enregistrement?

Les systèmes d'enregistrement chimique et biologique peuvent être des outils informatiques utiles dans l'arsenal des laboratoires qui cherchent à rationaliser leurs flux de travail. Comme son nom l'indique, les systèmes d'enregistrement sont conçus pour aider à suivre les différentes entités chimiques ou biologiques utilisées pour les expériences, ainsi que les nouvelles créées en laboratoire comme propriété intellectuelle. Une fonction essentielle des systèmes d'enregistrement est la capacité de générer (ou de refléter) des identificateurs uniques qui identifient sans ambiguïté chaque entité et combinaison de lots. Entre autres fonctionnalités, ces systèmes prennent en charge la capacité de capturer des informations sur des molécules chimiques et biologiques complexes, y compris des détails sur leur structure, diverses propriétés physiques et chimiques et des données de test.

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Avantages des systèmes d'enregistrement

  1. Findability - La raison la plus importante pour enregistrer des entités est peut-être aussi la plus évidente, la trouvabilité. Être capable de trouver à tout moment ce qui est nécessaire pour un test donné permet de gagner du temps et de réduire la frustration des chercheurs. Les laboratoires peuvent avoir des centaines ou des milliers de molécules et / ou de produits biologiques en stock à tout moment. Il s'agit notamment des réactifs, ainsi que des entités conçues pour les tests en tant que partie centrale du portefeuille de propriété intellectuelle d'une organisation.
  2. Unicité - Une considération connexe et tout aussi importante, pour les laboratoires qui travaillent avec des composés chimiques ou biologiques, est de pouvoir suivre les détails importants sur une entité (lots, sels, etc.) qui sont liés à l'unicité et à une cause d'ambiguïté ou d'erreurs de duplication. Les systèmes d'enregistrement peuvent signaler que les chercheurs dupliquent involontairement des entrées ou filtrent différentes formes de la même entité. Ces systèmes peuvent également faire la distinction entre des entités qui ont des structures, sous-structures ou séquences similaires.
  3. Suivi - Une autre raison d'enregistrer vos entités à l'aide d'un système d'enregistrement est leur capacité à stocker des entités chimiques et biologiques pour un suivi ultérieur. Les chercheurs peuvent exécuter des requêtes pour les entités et voir tous les détails sur les structures, y compris des informations sur la stéréochimie ou des séquences similaires.
  4. Conformité - Enfin, les laboratoires doivent se conformer à diverses réglementations nationales et fédérales et un bon système d'enregistrement peut aider à garantir qu'il n'y a pas de surprises lors des inspections ou des audits de laboratoire. Étant donné que les informations sont présentes dans un emplacement unique et centralisé, les rapports peuvent être créés rapidement - en tenant compte de toutes les entités présentes.
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Comment les systèmes d'enregistrement chimiques et biologiques se comparent-ils?

Globalement, les entités qui peuvent être enregistrées se répartissent en deux catégories: 1. les molécules chimiques et 2. les entités biologiques. Certains systèmes d'enregistrement sont spécialisés dans la gestion d'une catégorie, tandis que d'autres sont conçus pour s'adapter aux deux.

Enregistrement des produits chimiques: inclure des outils pour entrer des composés individuels et des groupes de composés, rechercher des composés par structure et attribuer des identifiants uniques pour chaque composé qui entre dans le laboratoire. Ces systèmes incluent des fonctionnalités permettant d'établir et de montrer les relations entre les composés individuels et les familles de composés, et de lier les composés aux données de dépistage associées en laboratoire. De plus, les systèmes chimiques sont une avancée par rapport à certaines bases de données chimiques qui stockent simplement la molécule sans certains des détails les plus fins sur la stéréochimie ou les données de dépistage associées.

Enregistrement biologique: offre une fonctionnalité qui permet aux utilisateurs de définir, d'enregistrer, d'interroger et de rapporter des entités biologiques, notamment des protéines, des enzymes, des anticorps, de l'ADN, de l'ARN, des lignées cellulaires, des plasmides, des protéines, des siRNA et des conjugués protéine-médicament. Il comprend également des outils pour gérer les relations entre les entités biologiques, collecter des détails sur des entités individuelles telles que les informations d'expression des protéines et générer des représentations chimiques des entités lorsque cela est possible.

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Caractéristiques des systèmes d'enregistrement

Les avantages généraux des systèmes d'enregistrement sont les suivants:

  • Gestion et suivi des entités chimiques et biologiques individuelles ainsi que des mélanges de composés de manière efficace et automatique
  • Requêtes rapides et faciles pour localiser les entités d'intérêt
  • Attribution d'identificateurs uniques aux biomolécules et aux composés
  • Réduction du temps consacré à la recherche de composés ainsi que du temps et des ressources gaspillés pour tester des formes inconnues du même composé
  • Les informations sur les différentes entités utilisées dans les expériences de laboratoire sont accessibles à partir d'un seul système
  • Fonctionnalité combinée pour dessiner et nommer des structures, ajouter et visualiser des annotations et modifier des structures dans un seul système
  • La plupart des fournisseurs peuvent intégrer de façon transparente leurs systèmes d'enregistrement à l'infrastructure et aux logiciels de laboratoire existants
  • Possibilité de créer des pistes d'audit et des rapports

Les avantages spécifiques des systèmes d'enregistrement des produits chimiques comprennent:

  • Possibilité d'enregistrer des composés uniques ou des lots de composés à l'aide de fichiers de données de structure ou de chaînes SMILES
  • Signale les entrées en double comme des erreurs
  • Capacité de capturer des informations sur les propriétés chimiques prévues en fonction de la structure du composé
  • Enregistrement des relations entre les composés apparentés et les sels ou isotopes du même composé
  • Recherche de composés par structure, sous-structures et structures alternatives
  • Enregistrement et stockage de composés à plusieurs composants

Les avantages spécifiques que les systèmes d'enregistrement biologique incluent:

  • Possibilité d'enregistrer des entités biologiques uniques ou des lots d'entités
  • Collecte de détails sur divers échantillons biologiques
  • Outils pour créer et partager des biomolécules complexes
  • Outils pour effectuer des recherches de similarité de séquence
  • Outils pour créer des relations entre différentes entités moléculaires pour établir la lignée et suivre la généalogie
  • Fonctionnalité de calcul des propriétés biologiques
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Systèmes d'enregistrement commercial

Il existe sur le marché une large gamme de solutions commerciales offrant des fonctionnalités d'enregistrement d'entités. Comme pour de nombreuses solutions commerciales, les fournisseurs peuvent inclure des fonctionnalités et des fonctionnalités supplémentaires sur mesure dans leurs systèmes. Dans la plupart des cas, ces systèmes peuvent être facilement intégrés à l'infrastructure de laboratoire existante, y compris les logiciels d'inventaire tels que les cahiers de laboratoire électroniques et les systèmes de gestion des informations de laboratoire, et certains peuvent même proposer des API qui peuvent automatiser certains flux de travail de gestion des données, ce qui permet de gagner encore plus de temps.

Les solutions disponibles sur le marché comprennent:

Scientifique, utilisation, microscope
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Pourquoi les systèmes d'enregistrement sont-ils meilleurs que les feuilles de calcul?

Les feuilles de calcul ont leur utilité. Et ils peuvent sembler être une option viable pour suivre les entités de vos laboratoires. Mais ils sont limités et à mesure que la liste des composés et / ou des produits biologiques s'allonge, les feuilles de calcul deviennent moins efficaces. De plus, les feuilles de calcul n'ont pas été créées pour les chimistes ou les biologistes. En tant que tels, ils n'ont pas la capacité de dessiner et d'afficher correctement des structures ou séquences chimiques.

Cela signifie également que les chercheurs peuvent avoir besoin d'utiliser des solutions distinctes pour gérer leurs entités de recherche. Par exemple, ils peuvent utiliser une feuille de calcul pour les noms des composés chimiques, puis un outil de dessin distinct pour créer les structures. C'est une solution viable, mais elle augmente le risque d'erreurs et fait perdre un temps précieux. De plus, dans Excel, ces structures sont enregistrées sous forme d'images statiques qui offrent peu ou pas d'interactivité. Enfin, bien qu'il soit possible de programmer des fonctions Excel qui effectuent divers calculs liés à la chimie, cela demande du travail et nécessite un niveau d'expertise qui peut dépasser la capacité de la plupart des laboratoires.

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Comparaison des systèmes d'enregistrement chimiques et biologiques aux LIMS et ELN

LIMS et ELN sont des exemples de systèmes d'enregistrement et de suivi. Compte tenu de l'objectif pour lequel ils ont été conçus, ils offrent des avantages et des caractéristiques similaires à ceux des systèmes d'homologation chimiques et biologiques, quoique principalement au niveau de l'échantillon.

La gamme de fonctionnalités qu'offrent LIMS et ELN peut inclure des identifiants uniques pour les échantillons, la chaîne de possession, la fonctionnalité de rapport personnalisé, l'attribution des rôles, la gestion des tâches, les signatures électroniques, la gestion des approvisionnements, la maintenance des instruments, la facturation et la facturation client, et bien plus encore. Ces systèmes offrent également des avantages similaires, notamment:

  • Administration facile et automatisée qui élimine les conjectures de l'administration et de la gestion des échantillons et réduit ou élimine les formalités administratives.
  • Des économies de temps et d'argent grâce à des processus et des workflows de laboratoire plus efficaces et automatisés peuvent entraîner des économies de temps et d'argent considérables à tous les niveaux.
  • Informations accessibles depuis un seul système.
  • Solutions LIMS et ELN intégrées à l'infrastructure de laboratoire existante, y compris les instruments de séquençage, les spectromètres et les machines de PCR.

La différence tient à leur spécificité. Comme mentionné au début de cet article «Une fonction essentielle des systèmes d'enregistrement est la capacité de générer (ou de refléter) des identificateurs uniques qui identifient sans ambiguïté chaque entité et combinaison de lots.» Les systèmes d'enregistrement sont conçus pour gérer non seulement les entités elles-mêmes mais aussi leurs structures, séquences et génération de numéros d'enregistrement uniques, et pour relier ces entités à toutes les données de filtrage associées. LIMS et ELNS, sauf s'ils sont intégrés à un système d'enregistrement, n'incluent généralement pas ce type de fonctionnalité.

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Comment décider d'un système d'enregistrement?

La décision d'investir dans un système d'enregistrement est une décision que chaque laboratoire doit prendre individuellement. Si votre laboratoire travaille avec de grandes quantités de divers composés et / ou molécules biologiques, ou travaille avec des mélanges de composés, alors un système prêt à l'emploi (idéalement accessible sur le Web) est souvent un investissement utile dans votre portefeuille informatique de recherche. Il est important de noter ici que certains laboratoires peuvent avoir l'expertise nécessaire pour construire leurs propres systèmes ou utiliser une option open source existante. Cependant, ces options comportent certains inconvénients, notamment la responsabilité exclusive de la programmation du système, de la maintenance (souvent la majorité des frais généraux au fil du temps), de la conformité réglementaire, des mises à jour et correctifs logiciels et de la mise en œuvre d'une sécurité adéquate.

Pour les laboratoires qui envisagent d'acheter un système, voici quelques éléments à considérer:

  1. Avez-vous le budget nécessaire pour acheter un système et couvrir les coûts associés - installation, licences, formation du personnel, coûts de stockage des données et maintenance continue? Certaines installations de logiciels commerciaux peuvent prendre une part importante du budget d'un laboratoire, il est donc important de faire le calcul pour assurer un solide rapport avantages / coûts (ROI).
  2. Le système d'enregistrement peut-il s'intégrer à l'infrastructure de laboratoire existante? De nos jours, la plupart des fournisseurs peuvent offrir l'intégration, mais il est toujours sage de vérifier que le système que vous achetez fonctionnera avec l'infrastructure tierce que vous avez ou de déterminer ce qu'il faudra pour y arriver (manuellement, semi-automatisé ou automatisé ).
  3. Quelles fonctionnalités, améliorations ou mises à niveau personnalisées le fournisseur propose-t-il? Étant donné que les systèmes d'enregistrement offrent la même fonctionnalité de base, des fonctionnalités sur mesure peuvent faire la différence.
  4. Y a-t-il des opportunités de dialoguer directement avec les fournisseurs? Il peut être utile de tester le système logiciel pour trouver le bon mélange de conception et de fonctionnalité pour votre laboratoire. L'évaluation est-elle gratuite vs payante?
  5. Combien de temps la mise en œuvre prendra-t-elle? La mise en œuvre de tout logiciel prend du temps et il en va de même pour les systèmes d'enregistrement. Lorsque vous effectuez une mise à niveau à partir d'une infrastructure héritée, il est important de définir des attentes et d'avoir un plan en place pour garantir une perturbation minimale des processus de laboratoire. Est-il rapide et facile à installer ou à encombrer?
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Conclusion

Être en mesure de glaner rapidement des informations à partir des données et d'améliorer la productivité est à la fois important et réalisable avec les bonnes solutions technologiques. Dans tous les secteurs, les systèmes d'enregistrement chimique et biologique ajoutent une valeur significative aux laboratoires travaillant avec un grand nombre d'entités chimiques et biologiques et des données associées. Faisant partie d'une plus grande suite d'outils informatiques de recherche, ces solutions améliorent l'efficacité opérationnelle, réduisent les risques d'erreur humaine, gagnent du temps et garantissent l'intégrité et l'héritage de votre travail.

Les références

  1. Qu'est-ce que l'enregistrement des produits chimiques? https://info.collaborativedrug.com/chemicalregistration
  2. Base de données chimiques https://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_database#List_of_Chemical_Registration_Systems
  3. CDD Vault Module d'activité et d'inscription https://www.collaborativedrug.com/benefits/activity-registration/
  4. Fiche technique d'enregistrement biologique de Biovia https://www.3dsbiovia.com/products/datasheets/biological-registration.pdf
  5. Systèmes d'enregistrement des produits chimiques http://openbabel.org/docs/current/Cheminf101/registration.html
  6. Les avantages d'un bon système d'inventaire chimique https://www.bioraft.com/resources/the-advantages-of-a-good-chemical-inventory-system
  7. Enregistrement composé http://www.corelims.com/v4Docs/Chemistry_Specific/Single_Compound_Registration/Chemistry_v4.htm
  8. Martin, E., Monge, A., Duret, JA, Gualandi, F., Peitsch, MC et Pospisil, P. (2012). Construction d'un système d'enregistrement des produits chimiques de R&D. Journal of cheminformatics, 4 (1), 11. https://doi.org/10.1186/1758-2946-4-11

Ce blog a été écrit par des membres du CDD Vault communauté. CDD Vault est un hébergé informatique de découverte de médicaments plate-forme qui gère en toute sécurité des données biologiques et chimiques privées et externes. Il fournit des fonctionnalités de base, y compris enregistrement chimique, relation activité structure, inventaire chimique cahier de laboratoire électronique capacités.

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