化学和生物注册系统。它们是什么,你是否需要一个?

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什么是注册系统?

化学和生物注册系统可以成为那些希望简化工作流程的实验室的有用IT工具。顾名思义,注册系统旨在帮助追踪用于实验的不同化学或生物实体,以及在实验室中作为知识产权创造的新实体。注册系统的一个核心功能是能够生成(或镜像)独特的标识符,毫不含糊地识别每个实体和批次组合。在其他功能中,这些系统支持捕捉复杂的化学和生物分子信息的能力,包括有关其结构、各种物理和化学特性以及化验测试数据的细节。

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注册系统的好处

  1. 可查找性 -也许注册实体的最重要原因也是最明显的原因,即可查找性。能够在任何时候找到特定测试所需的东西,可以节省时间,并使研究人员的挫折感降低。实验室在任何时候都可能有数百或数千种分子和/或生物制品的库存。这些包括试剂,以及作为一个组织的知识产权组合的核心部分为测试而制造的实体。 
  2. 独特性--对于从事化合物或生物工作的实验室来说,一个相关的、同样重要的考虑因素是能够跟踪与独特性有关的实体的重要细节(批次、盐类等),这也是造成模糊性或重复性错误的原因。注册系统可以标记出研究人员在不知情的情况下重复输入或筛选同一实体的不同形式。这些系统还可以区分具有类似结构、子结构或序列的实体。
  3. 追踪 -使用注册系统注册你的实体的另一个原因是它们能够存储化学和生物实体以便将来追踪。研究人员可以对实体进行查询,看到有关结构的全部细节,包括立体化学或类似序列的信息。
  4. 合规 -最后,实验室需要遵守各种州和联邦法规,一个好的注册系统可以帮助确保在实验室检查或审计时不会出现意外。由于信息存在于一个单一的、集中的位置,可以快速创建报告--对所有存在的实体进行核算。
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化学和生物注册系统如何比较?

大体上,可以注册的实体分为两类。1.化学分子和2.生物实体。一些注册系统专门处理一个类别,而另一些则被设计为同时处理这两个类别。

化学注册: 包括输入单个化合物和化合物组的工具,按结构搜索化合物,以及为进入实验室的每个化合物分配独特的标识符。这些系统包括建立和显示单个化合物和化合物家族之间关系的功能,以及将化合物与实验室的相关筛选数据联系起来的功能。此外,化学系统比一些化学数据库更上一层楼,这些数据库只是简单地存储分子,而没有一些关于立体化学或相关筛选数据的更精细的细节。 

生物学注册:提供让用户定义、注册、查询和报告生物实体的功能,包括蛋白质、酶、抗体、DNA、RNA、细胞系、质粒、蛋白质、siRNA和蛋白质-药物结合物。它还包括管理生物实体之间关系的工具,收集单个实体的细节,如蛋白质表达信息,并尽可能生成实体的化学表述。

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登记系统的特点

登记制度的一般好处包括如下。

  • 高效、自动地管理和跟踪单个化学和生物实体以及化合物的混合物
  • 快速和简单的查询以定位感兴趣的实体
  • 为生物大分子和化合物分配独特的标识符号
  • 减少寻找化合物的时间,以及浪费在测试同一化合物的未知形式上的时间和资源
  • 可以从一个系统中获取实验室实验中使用的不同实体的信息
  • 在一个系统中结合了绘制和命名结构、添加和可视化注释以及编辑结构的功能
  • 大多数供应商可以将其注册系统与现有的实验室基础设施和软件进行无缝整合
  • 能够创建审计跟踪和报告

 

化学品注册系统的具体好处包括。 

  • 能够使用结构数据文件或SMILES字符串注册单个化合物或成批的化合物
  • 将重复的条目标记为错误
  • 能够获取基于化合物结构的预测化学特性的信息
  • 登记相关化合物和同一化合物的盐类或同位素之间的关系
  • 按结构、子结构和替代结构搜索化合物
  • 注册和储存多成分化合物

 

生物注册系统的具体好处包括。 

  • 能够注册单个生物实体或成批的实体
  • 收集各种生物样本的详细资料
  • 创建和分享复杂生物分子的工具
  • 进行序列相似性搜索的工具
  • 在不同的分子实体之间建立关系的工具,以建立血统和跟踪谱系
  • 计算生物特性的功能
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商业登记系统

市场上有广泛的商业解决方案提供实体注册功能。与许多商业解决方案一样,供应商可能会在其系统中加入额外的、定制的功能和特性。在大多数情况下,这些系统可以很容易地与现有的实验室基础设施整合,包括电子实验室笔记本和实验室信息管理系统等库存软件,有些甚至可以提供API,使某些数据管理工作流程自动化,实现更大的时间节省。

市场上现有的解决方案包括。

科学家使用显微镜
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为什么注册系统比电子表格更好?

电子表格有其用途。而且它们可能看起来是跟踪你的实验室实体的一个可行的选择。但它们是有限的,随着化合物和/或生物清单的增加,电子表格变得不再有效。此外,电子表格并不是为化学家或生物学家而设的。因此,它们不具备正确绘制和显示化学结构或序列的能力。 

这也意味着,研究人员可能需要使用单独的解决方案来处理他们的研究实体。例如,他们可能使用电子表格来记录化合物的名称,然后使用单独的绘图工具来创建结构。这是一个可行的解决方案,然而它增加了出错的风险并浪费了宝贵的时间。此外,在Excel中,这些结构被保存为静态图像,几乎没有互动性。最后,虽然有可能对Excel函数进行编程,以执行各种与化学有关的计算,但这需要工作,而且需要一定的专业知识,这可能超出了大多数实验室的能力。

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化学和生物注册系统与LIMS和ELN的比较

LIMSELN是样品登记和跟踪系统。鉴于它们的设计目的,它们提供了一些类似于化学和生物登记系统的好处和功能,尽管主要是在样品层面。

LIMS和ELN提供的功能范围可能包括样品的唯一标识符、监管链、定制报告功能、角色分配、任务管理、电子签名、供应管理、仪器维护、客户发票和账单等等。这些系统还提供类似的好处,包括 

  • 简便和自动化的管理,使样品管理的猜测不复存在,减少或消除了文书工作。 
  • 由于更高效、自动化的实验室流程和工作流,可以全面地节省时间和成本。 
  • 可从一个系统中获取信息。 
  • LIMS和ELN解决方案与现有的实验室基础设施整合,包括测序仪、光谱仪和PCR机。 

区别在于它们的特殊性。正如本文开头提到的 "注册系统的一个核心功能是能够生成(或反映)唯一的标识符,明确地识别每个实体和批次组合"。注册系统的建立不仅是为了处理实体本身,也是为了处理它们的结构、序列和生成唯一的注册号码,并将这些实体与任何相关的筛选数据联系起来。LIMS和ELNS,除非与注册系统集成,一般不包括这种功能。

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如何决定一个注册系统?

投资注册系统的决定是每个实验室需要单独做出的。如果你的实验室处理大量不同的化合物和/或生物分子,或者处理化合物的混合物,那么一个开箱即用的(最好是网络可访问的)系统通常是你研究信息学组合中值得投资的。这里需要注意的是,一些实验室可能拥有建立他们自己的系统的专业知识,或者使用现有的开放源码选项。然而,这些选择也有一些缺点,包括独自负责系统的编程、维护(通常是长期的大部分开销)、确保符合法规、软件更新和补丁,以及实施足够的安全。

对于正在考虑购买一个系统的实验室来说,这里有一些需要考虑的事情。 

  1. 你是否有预算购买一个系统并支付相关费用--安装、许可证、员工培训、数据存储费用以及任何持续的维护?一些商业软件的安装可能会从实验室的预算中拿出一大块,因此,重要的是要进行计算,以确保一个可靠的效益:成本比率(ROI)。
  2. 注册系统能否与现有的实验室基础设施整合?这些天来,大多数供应商都能提供整合,但明智的做法仍然是检查你所购买的系统是否能与你所拥有的第三方基础设施一起工作,或者弄清楚要实现这一目标需要什么(无论是手动、半自动还是自动)。
  3. 供应商提供哪些定制功能、增强功能或升级功能?由于注册系统提供相同的基本功能,定制的功能可以使其与众不同。 
  4. 是否有机会直接与供应商接触?测试软件系统以找到适合你的实验室的设计和功能组合可能会有帮助。评估是免费的还是付费的?
  5. 实施需要多长时间?实施任何软件都需要时间,对于注册系统也是如此。当你从传统的基础设施升级时,重要的是要设定期望值并制定计划,以确保对实验室流程的干扰降到最低。它的设置是快速和容易的还是繁琐的?
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结论

能够从数据中快速收集见解并提高生产力既重要又可以通过正确的技术解决方案实现。在各行业中,化学和生物注册系统为处理大量化学和生物实体及相关数据的实验室增加了重要价值。作为更大的研究信息学工具套件的一部分,这些解决方案提高了操作效率,减少了人为错误的风险,节省了时间,并确保了你工作的完整性和遗产。

参考文献

本博客由CDD Vault 社区成员撰写。CDD Vault 是一个托管的药物发现信息学平台,可以安全地管理私人和外部生物和化学数据。它提供的核心功能包括化学品注册结构活性关系化学品库存电子实验室笔记本功能。

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