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GAMS軟體制藥使用者案例:CyBio排程器-用於高通量篩選排程軟體

2024-04-30科技

GAMS在制藥工業的套用

高通量篩選是一種廣泛套用於藥物研究特別是在藥物發現領域的科學實驗方法。因為大量有前景的新藥難以用人工分析,篩選過程是使用機器人自動化的。自動篩選系統用來處理含有化合物的微孔板。這些自動篩選系統可以在給定的一組微板上執行一系列任務和實驗(稱為檢測方案)並生成實驗數據。

CyBio在2009年並入到Analytik Jena AG中,馬克斯普朗克研究所馬德堡開發了利用GAMS的最佳化方法來增加機器人篩選系統的產量。

GAMS驅動分析最佳化顯著的提高了高通量篩選系統的生產速度並改進了實驗數據的品質。

問題

GAMS的分析最佳化是CyBio排程器的一個不可或缺的部份,在這之前,只有專家能夠修改時間以提高吞吐量。這種方法只適用於相對較小的試驗而且是一項需要數小時來專註工作的任務。隨著檢測協定的日益復雜,這項任務現在已經遠遠超出了人類所能處理的範圍。

另一個常見問題是一個代數模型描述篩選系統以減少空閑時間為重點之前,篩選系統利用關鍵資源方面效率底下。由於沈積、衰變或溫度漂移,化合物的閑置時間也會導致實驗數據的系統誤差。

設定

CyBio Scheduler的中心部份是用GAMS編寫的代數模型.它描述了一種讓所有部件空閑時間最小化的篩查系統從而保證關鍵資源的最有效利用。可以使用多個資源來完成不同的任務,因此,篩選系統可以同時使用其他閑置裝置來處理大量的微板。短而直接的微板促進資源高

效利用,從而提高了生產效率。該模型在協調資源存取時避免了沖突,並確保所得到的排程是未釘選的。

許多制約是系統固有的,比如有限的臨時儲存或不能同時使用的資源和必須進行存取的資源。某些制約因素是特定於分析的。通常,使用者定義了潛伏期的目標時間,包括上下邊界,或者特定事件之間的最大時間間隔。因此,例如,復合添加和測量之間的時間可能是有限的。分析定義和這些制約建立了一個分離不等式系統。

由於嚴格的時間要求,微板在每個周期都遵循相同的行程。快速而均勻的微板處理與CyBio排程器減少了沈積、衰減或溫度漂移所帶來的系統誤差,這是很難量化的。因此,增加的吞吐量不僅減少了每個實驗的投資,而且還改善了數據品質。

使用者介面友好

使用者可以從系統布局決策中解脫出來,並可以專註於實驗。

隨著GAMS模型在背景執行,CyBio Scheduler著重於提供一個簡單且方便的使用者體驗。它隱藏了將分析協定對映到當前系統設計的復雜性並且為目標找到全域最優解,以最小化迴圈時間。

使用者可以從系統布局決策中解脫出來,並且可以專註於這個實驗。CyBio Scheduler可以在它們需要的地方自動插入微板傳輸,解決資源分配沖突的問題,允許潛伏並且可以輕松的指定。根據獨立任務的數量、涉及的元件和約束,所生成的模型可能相當復雜。最優解通常計算得足夠快,才可以讓使用者驗證是否可以放松某些約束,以便得出更好的結果。

關於Analytik Jena

Analytik Jena是分析測量技術和生命科學領域的儀器和產品提供商。其產品組合包括最現代的分析技術和生命科學領域生物分析套用的完整系統。全面的實驗室軟體管理和資訊系統(LIMS)、服務以及特定裝置的耗材和一次性用品,如試劑或塑膠制品,構成了集團廣泛的產品系列。

北京天演融智軟體有限公司(科學軟體網)是GAMS軟體在中國的授權經銷商,為中國的軟體使用者提供優質的軟體銷售和培訓服務。