1. Introduction aux laboratoires mobiles
Laboratoires mobiles sont conçus pour fonctionner dans des environnements où l’emplacement des opérations sur le terrain change et où il n’existe aucune installation pour soutenir les opérations. En raison des engagements de conception initiaux et de la flexibilité limitée qui accompagne la construction d’une installation physique, le coût de construction et de déploiement des systèmes de cette manière est élevé. La proposition de valeur fondamentale du laboratoire mobile est qu’il peut être rapidement déplacé vers un emplacement, installé avec un nombre relativement réduit de personnes requises et mener des opérations presque immédiatement après son arrivée. La mise en place rapide des opérations et le déclassement quotidien du chantier ne doivent pas compromettre la capacité du laboratoire à remplir ses fonctions.
Le concept de rapidité de réponse à l’analyse est un point commun à tous ces groupes, qu’il s’agisse de délais rapides entre l’échantillon et le résultat ou de déploiement rapide sur un site de laboratoire temporaire. L’agilité du système est souvent déterminée par la logistique et la modularité de l’instrumentation. Des travaux approfondis sont en cours pour rendre la conception et la fabrication de laboratoires mobiles plus rapides, moins chères, plus légères et plus fonctionnelles. Ces objectifs étaient également les principaux objectifs du projet MOOBILAB (Modular and Mobile Analytical Systems Laboratory). Le développement d’une installation mobile repose sur un concept connu sous le nom de Process Analytical Chemistry (PAT) qui est flexible, rapide et conçu pour obtenir « les bons résultats dès le départ ».
1.1. Définition et objet
Un laboratoire mobile est une installation de laboratoire qui peut être installée de manière semi-permanente ou mobile dans un véhicule de transport autonome. L’objectif d’un laboratoire mobile est de permettre d’effectuer des tests cliniques ou de données dans une grande variété d’endroits, y compris des régions plus éloignées, pour répondre à une variété de besoins. Un laboratoire de ce type doit être conçu pour pouvoir accueillir le personnel de laboratoire, fournir les fonctions et capacités nécessaires pour soutenir l’objectif visé, telles que toutes les fonctions nécessaires liées à la génération de données ou à la préparation d’un échantillon, et, lorsqu’il est utilisé de manière purement mobile, doit être robuste et capable de naviguer sur le réseau routier commun du jour sans endommager aucun système, en particulier aucune instrumentation.
En général, un laboratoire mobile contient des équipements permanents tels que des armoires et des hottes, en plus des systèmes électriques pour un fonctionnement sûr et fiable des instruments. Ces systèmes sont souvent inclus pour permettre de couvrir une variété de disciplines scientifiques lorsque le laboratoire est régulièrement déployé dans un seul endroit. Un laboratoire mobile temporaire est généralement équipé pour un projet spécifique avec une intégration étroite entre l’instrumentation et les systèmes de soutien qui sont installés spécifiquement pour le projet dans le but d’être simplement retirés une fois le projet terminé.
1.2. Avantages et applications
Le laboratoire mobile semble être une solution innovante en cours de développement, qui trouve diverses applications dans des applications pratiques. Plusieurs avantages des laboratoires mobiles ont attiré l’attention de l’industrie et de la science, notamment : un temps de réponse réduit, une plus grande capacité d’analyse des échantillons et l’accès à des échantillons de plus petite taille. Ils sont flexibles et peuvent être utilisés par un large éventail d’utilisateurs finaux, de ceux qui ont besoin d’une surveillance quotidienne à ceux qui répondent à des urgences soudaines, des épidémies, des déversements sur le sol, des catastrophes naturelles et des activités de bioterrorisme. De la production industrielle de médicaments aux secteurs agricoles, l’utilisation de laboratoires mobiles gagne en importance.
Un système de bioanalyse portable est proposé pour répondre aux exigences de l’analyse sur site et in situ des analytes organiques. Le système de bioanalyse se compose d’un module d’extraction d’analytes, d’un ensemble de capteurs de bioencrassement et d’un module de capteur électrochimique conçu pour mesurer de faibles concentrations d’analytes organiques, seuls ou combinés. Des canaux microfluidiques permettent une distribution précise du liquide vers un capteur de bioencrassement et des réacteurs à billes à commande magnétique pour le nettoyage et la préconcentration des échantillons. Cette plate-forme mobile peut être utilisée pour surveiller les conditions de santé et analyser les fluides corporels humains en peu de temps, à l’intérieur ou à l’extérieur. Ce système de biodétection comble les lacunes de la recherche et fera partie de la technologie disponible qui permettra une analyse des données meilleure et plus complète à l’avenir.
2. Composants clés des laboratoires mobiles
Le laboratoire mobile hébergé dans le laboratoire intégré de bioconfinement de l’Institut des infections et de l’immunité humaines a été développé en étroite collaboration avec les douanes et d’autres intervenants du port d’entrée. Pour promouvoir l’acceptation et le déploiement rapide d’un laboratoire mobile intégré (IML), les laboratoires mobiles gérés par nos collaborateurs internationaux ont été examinés et utilisés comme lignes directrices pour notre propre unité. Trois documents de base doivent guider la construction d’IML et la base pédagogique pour les exploitants de bâtiments, et le personnel du port d’entrée est en cours de préparation pour l’arrivée d’une unité de médecine interventionnelle. Les deux documents ont été examinés et localisés.
Les laboratoires mobiles remplissent de nombreuses fonctions dans notre environnement actuel, comme le dépannage des installations municipales de traitement des eaux, le contrôle douanier et les tests d’effluents d’eaux usées. La construction, la conception et l’utilisation de laboratoires mobiles commerciaux conventionnels sont largement décrites dans la littérature. Ces laboratoires mobiles commerciaux se composent généralement d’une boîte, d’une coque ou d’un véhicule de transport (également appelé structure du bâtiment ou abri) dans lequel sont hébergés les équipements et instruments de laboratoire spécialisés et le personnel. Étant donné que ce bâtiment fournit les spécifications environnementales et autres pour les fonctions de laboratoire telles que la température, le flux d’air, le confinement du sol et de l’eau, etc., les chapitres abordent également des éléments très simples de ces structures. Ce chapitre se concentrera sur les fonctions supplémentaires liées aux laboratoires portables, en particulier les véhicules d’intervention en santé humaine et animale, et abordera en parallèle certains éléments nécessaires à la construction d’abris.
2.1. Conception structurelle
2.3. Sous-systèmes
Les laboratoires mobiles sont conçus avec la multifonctionnalité et la mobilité comme caractéristiques et structures à examiner. Le plan architectural et l’agencement sont des éléments clés à prendre en compte. La forme et la taille de la structure sont basées sur la taille et le nombre d’espaces principaux à entretenir au sein du laboratoire. Il s’agit des zones de travail, des zones de préparation adjacentes et des espaces administratifs. Le laboratoire mobile contient également des sous-systèmes fonctionnels.
(1) Conception structurelle – Un laboratoire mobile est une structure spécialement conçue pour être déplacée. Les dimensions, la construction et le volume de la structure doivent nécessairement tenir compte de conditions dynamiques telles que des changements de masse (par jour), de mouvements, de force, etc. La configuration de la forme des cellules et leurs dimensions respectives adhéreront à des stratégies de conception optimales, mais seront principalement centrées sur l’espace disponible. La disponibilité des matériaux et de l’espace sont les principales variables de prise de décision. La construction du laboratoire mobile doit s’appuyer sur des composants structurels largement disponibles dans le commerce ou sur des substituts non conventionnels mais abordables.
L’application de techniques de conception, de planification et de construction architecturales conventionnelles sera un élément essentiel de la proposition. Cependant, les innovations seront explorées et adoptées simultanément lorsque les conditions suivantes s’appliqueront : potentiel de valeur de service supérieure aux technologies analogiques disponibles, disponibilité généralisée de la fonctionnalité commerciale de ladite technologie, simplicité et fonctionnalité permettant la production de masse. Ces techniques « non conventionnelles » seront également influencées par des facteurs de conception qui prennent en compte les désirs spatiaux pour relier les exigences fonctionnelles organiques mais en forme de toile. Ces exigences ne sont pas orientées orthogonalement, ni structurellement, ni parce que l’espace les oblige à l’être (J15). Cependant, l’ensemble du laboratoire doit être intrinsèquement rigide pour maintenir la facilité d’utilisation, malgré la dynamique du système.
Afin d’identifier les conventions et de concevoir une description spatiale afin de déterminer comment la conception peut être influencée par la conceptualisation des problèmes, une analyse approfondie de la syntaxe spatiale des activités quotidiennes du laboratoire doit être envisagée. Dans les pages suivantes de cet article, nous décrivons les exigences de conception pour stimuler la structure mobile mais essentielle qu’est le laboratoire mobile en se basant sur des méthodologies de syntaxe spatiale conventionnelles.
Le but premier des laboratoires mobiles étant d’encapsuler les activités quotidiennes de l’utilisateur où qu’ils soient déplacés, il est essentiel de déterminer comment déplacer et éliminer de manière alternative les déchets qu’ils génèrent afin de laisser l’empreinte minimale la plus efficace possible.
2.2. Équipement et instruments de laboratoire
Un assortiment d’équipements et d’instruments de laboratoire est essentiel pour mettre en œuvre l’échantillonnage, la caractérisation et l’analyse chimiques, biologiques, radiologiques, nucléaires (CBRN) ou environnementales. Certains de ces équipements spécialisés nécessitent une alimentation secteur, dont les spécifications et la disponibilité peuvent varier considérablement d’un endroit à l’autre, en fonction de la proximité des bâtiments, des remorques ou des générateurs portables. La figure 2-5 fournit une liste partielle des équipements et instruments utilisés dans les laboratoires mobiles pour diverses disciplines scientifiques et d’ingénierie. Les captures d’écran et les images proviennent de laboratoires mobiles et transportables. Les instruments portables et portatifs sont suffisamment petits pour être transportés vers des sites ou des zones éloignés alimentés par un générateur portable (capacité de 3 kW) ou des applications alimentées par batterie.
Les colonnes « Étiquette » qui l’accompagnent (2e, 4e, 6e, 8e et 10e colonnes) fournissent des références générales qui identifient la technologie, l’entreprise ou la société, ainsi que des ressources représentatives pour les descriptions techniques ou de produits, les spécifications et les prix. Le « Type » d’instrument (3e, 5e, 7e, 9e et 11e colonnes) fournit des informations de référence sur les noms ou les désignations des techniques d’analyse. Ce document ne porte que sur les produits et outils disponibles dans le commerce, et non sur les prototypes ou les instruments de recherche. Cette liste d’équipements et d’instruments de laboratoire illustre le niveau élevé de technologie, de savoir-faire, de précision et de soin nécessaires pour développer, concevoir et produire les outils et machines complexes nécessaires aux processus scientifiques et analytiques. Les laboratoires mobiles et transportables fonctionnent différemment avec des options de conception pour l’alimentation, l’infrastructure, les systèmes de contrôle, les instruments, les étagères, les armoires, les établis et l’équipement d’urgence.
3. Progrès technologiques dans la fabrication de laboratoires mobiles
Les principales avancées technologiques en cours concernent l’automatisation et la robotique. L’arrivée des robots devrait également influencer le secteur pharmaceutique. À l’heure actuelle, un certain nombre de petites et moyennes entreprises ont acheté des robots pour les restructurer ultérieurement afin de faciliter le processus de prototypage. De nombreuses industries pharmaceutiques dans le monde, en particulier aux États-Unis, ont intégré avec succès des robots et l’intelligence artificielle dans le laboratoire de prototypage pour fournir des résultats de qualité. Les autres domaines dans lesquels les robots ont fait leur entrée sont les prototypes basés sur la conception assistée par ordinateur (CAO), les laboratoires biochimiques pour tester, inspecter, calibrer, renforcer, déboguer et reproduire des objets prototypes, les tests anatomiques/médicaux, les systèmes d’inspection anatomique, les études moléculaires/biologiques/nanotechnologiques et la recherche en laboratoire pharmaceutique-diagnostique ou basée sur la robotique.
Parallèlement, des innovations plus avancées dans les équipements de laboratoire et les conceptions de laboratoires mobiles sont mises en œuvre avec l’IoT. L’Internet des objets est fondamentalement un système comprenant de nombreux équipements, appareils et capteurs qui communiquent constamment entre eux et disposent d’une intelligence qui les rend capables de communiquer et de partager des données avec un serveur cloud. L’intégration de l’Internet des objets dans les laboratoires mobiles offre de nombreux avantages. Une grande quantité d’informations est produite par les capteurs des laboratoires qui aident les chercheurs à mener leurs recherches plus efficacement. Même si divers domaines de la philanthropie américaine soutiennent la refonte des laboratoires mobiles, l’accent est actuellement mis sur la meilleure façon de les normaliser, en les rendant encore plus efficaces en cas d’incident. Cet énorme soutien financier fourni pour produire des laboratoires mobiles est pratique et donne un rendement global, comme des économies de coûts et un suivi et une logistique efficaces.
3.1. Automatisation et robotique
L’automatisation est l’une des technologies les plus transformatrices de l’histoire. Elle a révolutionné l’industrie et l’a fait entrer dans l’ère moderne. La fabrication, autrefois lente, dangereuse et peu fiable, est devenue automatisée grâce à l’intégration de technologies mécaniques et électroniques. Selon l’Automation Federation, l’automatisation industrielle en ingénierie signifie le développement et l’application de systèmes de contrôle, d’appareils et de logiciels, tous destinés à maintenir les systèmes en fonctionnement sans intervention humaine. La robotique, qui sera abordée séparément, est un domaine vaste et en pleine croissance de l’automatisation et de l’ingénierie de contrôle.
3.1.1 Avantages de l’automatisation Ce type de technologie présente d’innombrables avantages. Par exemple, elle permet de réduire les coûts de production et les erreurs. La fabrication automatisée contrôle l’ensemble du processus, de la production d’un équipement à l’emballage – à quelques exceptions près, les mains humaines n’y touchent jamais. Une fois les machines et les logiciels conçus et mis en place, les coûts de main-d’œuvre sont minimes. Les chaînes de montage peuvent être remplies de machines fonctionnant 24 heures sur 24 avec presque aucune intervention humaine. Au lieu d’une grande équipe d’employés travaillant seulement quelques heures par semaine, une poignée de travailleurs seront nécessaires pour nettoyer, entretenir et réparer les machines. Enfin, les machines n’ont pas besoin de pauses. Elles peuvent fonctionner les jours fériés et même à des températures inférieures à zéro. La gamme la plus récente de technologies robotiques a inauguré une nouvelle révolution en ce qui concerne la fabrication en laboratoire mobile, apportant encore plus d’automatisation et de contrôle.
3.2. Intégration IoT
Intégration de l’IoT dans la fabrication de laboratoires mobiles. L’IoT, ou Internet des objets, apporte aux laboratoires mobiles des fonctionnalités intelligentes et interconnectées basées sur des données. L’IoT apporte principalement trois fonctionnalités aux laboratoires mobiles. Il s’agit de recevoir les données de performance des véhicules distants en temps réel et en provenance d’autres véhicules partenaires du même convoi, de valider la qualité et la précision des mesures à bord d’un laboratoire mobile par vérification croisée en le connectant à des appareils fixes déjà installés sur d’autres sites choisis, et de fournir des alarmes en cas d’événement inhabituel sur l’une des mesures in situ à tous les sites. L’absence d’une telle connectivité à distance signifiait auparavant que les conclusions ne pouvaient être tirées qu’après qu’une métropole ait validé la mesure du laboratoire mobile in situ.
Vous trouverez ci-dessous la liste des concepts supplémentaires qui peuvent être mis en œuvre dans le cadre de la fabrication en laboratoire mobile pour l’utilisation de l’IoT. Acquisition de données à distance à partir du chauffage de la colonne, du four à gradient, de l’échantillonneur d’espace de tête qui peut être une base de données intégrée. Ces données peuvent fournir des informations supplémentaires au laboratoire mobile pour le contrôle de la correspondance des matières premières. Le four à gradient peut être configuré dans une région où certains de nos partenaires ont utilisé la technique de sélection des « fours » dans le secteur pharmaceutique et le laboratoire mobile peut correspondre de manière identique ou proche aux courbes TGA. Cette base de données intégrée peut être liée à notre programme d’outillage de pointe ou à la base de données disponible dans l’industrie qui afficherait les changements de courbe prédéfinis souhaités (courbe TG) en fonction de la température.
L’acide aleuronique (Acide aleuronique) à la surface du D-mannose est enroulé en spirale vers le haut autour du D-mannose à l’autre extrémité de la chaîne du ligand. Ce ligand a cependant été comparé à une note de changement des ligands par analyse spectrale de masse indiquant que trois ions produits ont été générés à partir d’une fraction monosaccharide de DFHG-. Français L’autre produit a atteint trois ions produits pour les dimères si le dextrane l’autre fraction identifiée par MS était soit D-GLU sélectionné contenant des liaisons O1-O1 similaires à APY (FRUCTOSE), 3,4-DCDN ou des liaisons C1-C1 sgaporei pak kh ng- ils n’étaient pas du dextrane comme liaison parmi les quatre autres OMH, I, 11 AI 1 2017 321 Bureau de conception interactive pour l’unité de revêtements et de séchage d’un laboratoire mobile Groupe d’intérêt spécial en éducation 322 OMH, I, 11 AI 1 2017 Syntaxe SQL PQG251 pour PostgreSQL 323 OMH, I, 11 AI 1 2017 Examen de l’instrumentation de dispersion disponible pour la National Robotics Initiative, 2016 324 OMH, I, 11 AI 1 2017 nouvel ajout au calendrier d’analyse des échantillons du laboratoire mobile in situ.
3.1. Directives La directive pour la conception ou la fabrication des laboratoires mobiles intelligents IoT est de combiner les fonctionnalités entre le laboratoire fixe et le laboratoire mobile. Cela signifie collecter sur des services distants la date de mise en place d’un laboratoire (jumeau) respectif avec les mêmes installations ou des installations similaires accessibles (comme un réseau connecté, une zone de culture, des produits connectés et leurs normes associées, etc.) et de modifier en conséquence un laboratoire mobile conçu en un laboratoire de laboratoire dans un lieu « connecté ». Cela permettrait de vérifier ce laboratoire et son personnel et de le corréler à d’autres données obtenues par d’autres laboratoires utilisant des méthodes identiques ou différentes qui, à la fin, pourraient aider à valider les données de mesure ou à développer une nouvelle norme de test.
4. Études de cas de projets réussis de laboratoires mobiles
Les exemples suivants comprennent des études de cas approfondies de projets spécifiques de laboratoires mobiles qui aideront à planifier des initiatives nouvelles ou modifiées de laboratoires mobiles. Les projets ont été choisis pour illustrer une diversité de modèles opérationnels, de publics et de tendances en matière de tests et de déploiement mobiles. Leur contenu est basé sur les informations fournies par les opérateurs de laboratoires mobiles et est orienté vers des pratiques similaires. Les détails de certains projets opérationnels ne sont pas divulgués.
a. Laboratoire mobile de culture tissulaire, recherche sur les plantes et les aliments. Ce laboratoire en bus se rend dans les écoles néo-zélandaises et contribue à sensibiliser à la valeur des plantes et des phytopathologistes, facilite l’apprentissage actif « pratique » et fournit des ressources aux enseignants. Le contenu des activités en bus et en laboratoire est développé en tenant compte de la réouverture du programme professionnel junior de Nouvelle-Zélande, avec au moins deux « activités » principales destinées à être reprises dans la nouvelle section de sensibilisation aux sciences du site Web PVR. Par exemple, les activités et les ressources en bus et en laboratoire peuvent montrer aux enfants « qui aiment les sciences » que les carrières scientifiques ne signifient pas nécessairement une vie passée dans un laboratoire éloigné de questions intéressantes et engageantes. Les activités en bus et en laboratoire peuvent également démystifier le monde des sciences pour les élèves du primaire et du secondaire (années 1 à 12). Les enseignants sont encouragés à adapter les activités au niveau tertiaire en tenant compte de leurs circonstances particulières (par exemple, les laboratoires, l’environnement de la classe, les ressources disponibles et les différences culturelles).
b. Le réseau qualité ACER/AusAid Asie-Pacifique. A partir d’une focalisation initiale sur la qualité de l’enseignement scientifique, les résultats de ce projet auront des implications importantes non seulement pour la qualité des sciences dans les années d’école secondaire mais pour les sciences et l’éducation en général. Le développement du projet a consisté à identifier des modèles de qualité scientifique au niveau du collège, à consulter un éventail de parties prenantes et à développer un ensemble de repères utilisant des indicateurs de performance pour identifier « ce » que les élèves doivent savoir et être capables de faire. Ces repères serviront à étayer l’évaluation des performances des élèves par une série de tests basés sur le programme scolaire dans chacune des années 8 à 10. Un deuxième ensemble de tests évaluera les élèves en utilisant les connaissances acquises dans les sciences pratiques et la technologie. Le projet comprendra le renforcement des capacités dans le développement de l’évaluation technique et l’analyse des données d’évaluation. Les données collectées seront analysées et rapportées à l’échelle du système et au niveau national, et les résultats utilisés pour « raconter l’histoire » de la qualité des résultats et des changements dans la pédagogie en classe. Module de formation des évaluateurs scientifiques. « Comment créer des points de référence – l’enquête scientifique inter-grades ».
5. Tendances et opportunités futures dans la fabrication de laboratoires mobiles
Français L’intérêt pour la fabrication de laboratoires mobiles continuera de croître en raison du nombre croissant de recherches menées dans des environnements ouverts où aucun laboratoire standard n’est disponible, compte tenu du niveau élevé d’équipements et de produits chimiques qui sont déplacés dans ces zones. En raison de la « double approche », les nouveaux investissements dans les laboratoires satellites devraient continuer à croître. Les fonctionnalités informatiques et TIC deviendront plus importantes pour suggérer les meilleures pratiques à adopter et pour fournir une approche d’apprentissage continu fertile. Le processus de construction 4.0 de laboratoires mobiles à faible coût permettra de former de nouveaux employés, de vérifier de nouveaux protocoles commerciaux sûrs et de diffuser la technologie pour attirer les investissements industriels, en particulier dans les secteurs de la biotechnologie et de la biologie, en tant qu’indice d’une zone sûre pour l’environnement.
Des laboratoires mobiles ont été créés et installés dans des conteneurs maritimes. L’intégration d’une version sur roues de ces laboratoires pourrait amener le laboratoire exactement là où se déroule la recherche, réduisant ainsi les loyers et réduisant considérablement le temps des chercheurs, qui sont prêts à déplacer leur micro-laboratoire d’un endroit à un autre en Andalousie dans des camions de déménagement hydro-électriques. Les investissements pour créer ce laboratoire 4.0 seront très efficaces pour étudier des phénomènes globaux tels que le changement climatique et la propagation des parasites, par exemple. Une réplique de ces laboratoires scientifiques de base à bas prix dans des conteneurs commence à être vendue à l’extérieur de l’université et est nécessaire dans divers processus industriels où la validation du même laboratoire mobile est requise. D’un point de vue pédagogique, les laboratoires sont et peuvent être utilisés. Les tendances et opportunités futures pourraient voir une expansion des laboratoires mobiles.
