生命科學(xué)儀器
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
生命科學(xué)儀器的實例教程
7月13日，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席、中央財經(jīng)委員會主任習(xí)近平主持召開中央財經(jīng)委員會第二次會議，會議指出要加強軟硬基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，完善科研平臺開放制度，完善國家科技資源庫，培育一批尖端科學(xué)儀器制造企業(yè)，加強知識產(chǎn)權(quán)保護和產(chǎn)權(quán)激勵。
上述會議傳達(dá)出來的訊息可以看作是一個信號，即尖端科學(xué)儀器的研發(fā)及制造已經(jīng)上升到了一個非常重要的國家戰(zhàn)略層面，接下來相關(guān)部委肯定會有具體政策規(guī)劃的出臺，甚至可能制定尖端科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展時間表。而何謂尖端科學(xué)儀器，在小編看來，其技術(shù)水平應(yīng)處于國際領(lǐng)先水平。譬如2012年美國成功登陸火星的“好奇號”火星車就搭載了號稱十大尖端科學(xué)儀器，包括：桅桿相機，火星手持透鏡成像儀，火星降落成像儀，火星樣本分析儀，化學(xué)與礦物學(xué)分析儀，化學(xué)與攝像機儀器，阿爾法粒子X射線分光計，中子反照率動態(tài)探測器，輻射評估探測器，火星車環(huán)境檢測站。而近年來，中國科研機構(gòu)在尖端科學(xué)儀器研發(fā)方面也取得了不少成果。
我國研制成功高性能條紋相機
2018年5月22日，由中科院西安光學(xué)與精密機械研究所(以下簡稱中科院西安光機所)研制的高性能條紋相機在西安宣布研制成功，標(biāo)志著我國具有自主產(chǎn)權(quán)的高性能條紋相機進入實用階段。中科院西安光機所完成的飛秒條紋相機、同步掃描條紋相機和大動態(tài)范圍條紋相機，三類條紋相機均已達(dá)到實用化，其整體性能達(dá)到國際先進水平。部分核心關(guān)鍵技術(shù)和工藝難題取得突破，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
我國研制出世界首臺
在線檢測設(shè)備工程樣機
2018年5月，中科院光電研究院研制出世界首臺用于真空合金冶煉的在線檢測設(shè)備工程樣機。該技術(shù)樣機具有無需樣品預(yù)處理、分析時間短至數(shù)十秒鐘、多元素同時檢測等優(yōu)勢，是實現(xiàn)復(fù)雜合金生產(chǎn)在線檢測的有效手段。該項目研究的技術(shù)能夠提高生產(chǎn)效率、避免廢品事件、提高產(chǎn)品品質(zhì)及批次一致性等。
展開 北鯤云高性能運算平臺幫助生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶋H解決客觀問題，把研究成果落實下去，而不是停留表面，突破現(xiàn)階段限制生命科學(xué)研究發(fā)展的客觀屏障。北鯤云以多年的云計算領(lǐng)域的經(jīng)驗和沉淀打造的高性能運算平臺為生命科學(xué)主力，同時也為可以應(yīng)有到更多的場景中而努力。
為何協(xié)作機器人在生命科學(xué)領(lǐng)域有較強的應(yīng)用需求：
1、降低人工成本：從事生命科學(xué)領(lǐng)域研究的從業(yè)人員素質(zhì)較高，多為博士或是博士后，人工成本較高。但在日常的實驗過程中，這些高素質(zhì)人員80%的時間都浪費在了重復(fù)勞動中，如基礎(chǔ)的混合試劑、移液、樣本處理等工作，這些都可以用機器人來實現(xiàn)自動化操作的。
2、減小實驗誤差，防止學(xué)術(shù)造假：生命科學(xué)領(lǐng)域，由于實驗人員不同產(chǎn)生的結(jié)果差異非常大，重現(xiàn)性低已經(jīng)成為問題。使用機器人進行自動化實驗有助于提高制藥和醫(yī)療診斷的效率，和防止學(xué)術(shù)造假。
生命科學(xué)由于其行業(yè)門檻高，此前自動化程度比較低，但會采購一些更加專業(yè)的自動化設(shè)備。這些自動化設(shè)備相比于協(xié)作機器人在執(zhí)行速度和效率上有一定優(yōu)勢，但是價格也比較高昂。隨著協(xié)作機器人的國產(chǎn)化和價格平民化，智能協(xié)作機器人也在逐漸向生命科學(xué)領(lǐng)域滲透。
對于機器人方案商來說，想進入生命科學(xué)領(lǐng)域大概有兩種路徑：路徑一是和第三方具備渠道資源的醫(yī)療器械廠商合作，快速搶占市場；路徑二則是直接服務(wù)部分終端大客戶，正如上文所講，生命科學(xué)行業(yè)門檻高，具備一定行業(yè)know-how，直接服務(wù)行業(yè)大客戶可以了解行業(yè)中比較有代表性的需求，進而提供更加完善和針對性的產(chǎn)品。這兩種路徑多是同時進行的。
使用協(xié)作機器人進行生命科學(xué)實驗時，確定實驗步驟后將程序安裝入機器人即可，機器人大概可以進行生命科學(xué)中約80%的實驗。剩余20%是不常見的步驟，可能需要各機構(gòu)單獨編寫特定的程序。
展開 隨著云計算服務(wù)和實踐的成熟，越來越多的行業(yè)對于云計算的需求也日益增加。不同行業(yè)的需求與云計算融合，就需要更大的算力支撐。這也意味著，云計算的需求市場日漸擴大，Cloudam云端自主研發(fā)的云E算力平臺應(yīng)運而生。
不僅企業(yè)對于算力資源的需求越來越多，各大高校及各研究所，也會因為算力資源不足，而拖延項目研究的進度。例如，在某港澳大學(xué)的基因組項目中，也面臨因為當(dāng)前計算機性能不夠?qū)е滤懔Σ蛔愕膯栴}。
首先，目前該大學(xué)某生物信息課題組需對約2000個物種使用RepeatMasker進行基因組分析，中間需產(chǎn)生約2PB的臨時數(shù)據(jù)及100T以上的最終結(jié)果數(shù)據(jù)，這樣巨量的存儲需求，是當(dāng)前設(shè)備的存儲資源不能滿足的。
其次，該項目需使用600萬核時計算資源，且需支持并發(fā)約2000核，因而導(dǎo)致現(xiàn)有的計算資源明顯不足。
此外，該大學(xué)原來是直接使用某公有云資源計算，但此項目若直接使用公有云資源, 那么成本將會是原本預(yù)算的很多倍。因此，項目組需要在國內(nèi)尋求更為經(jīng)濟的解決方案。
針對當(dāng)前這些棘手的問題，Cloudam云端通過云E算力平臺進行SaaS接入，用戶可以通過瀏覽器直接使用RepeatMasker進行分析, Cloudam云端的云E平臺支持高達(dá)10PB的超大存儲完全滿足用戶數(shù)據(jù)量的需求。同時，該用戶利用云E平臺提供的跨地域Gbps級別專線，將100TB的最終結(jié)果下載到自己本地，傳輸過程有著高速、智能化的特點。最重要的一點，云E算力平臺同用戶簽訂了數(shù)據(jù)安全及保密協(xié)議，Cloudam云端將嚴(yán)格保障用戶輸入數(shù)據(jù)及計算結(jié)果的安全與私密性，保障了客戶的安全和隱私。
該解決方案最終耗時約550萬核時完成整個項目，中間存儲及最終的結(jié)果下載完全免費。費用方面，此次Cloudam云端的云E平臺的花費大約只用了公有云1/5的成本，有效節(jié)約近80%的預(yù)算成本，就完成了整個基因組分析任務(wù)
展開 生命科學(xué)作為21世紀(jì)最重要的科學(xué)分支之一，高性能計算在生命科學(xué)的研究和發(fā)展中起了非常重要的作用。目前，高性能計算在生命科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用主要包括：基因測序，分子動力，虛擬篩選。而對于高性能計算在生命科學(xué)領(lǐng)域的主要作用是對實驗儀器測量數(shù)據(jù)處理和分析，分子動力學(xué)模擬以及計算機輔助藥物設(shè)計類計算。
隨著人類基因組計劃的相繼完成，以及各種模式的生物基因組計劃的實施，基因測序技術(shù)也在不斷發(fā)展。同時，關(guān)于生物基因組序列的海量數(shù)據(jù)不斷涌現(xiàn)，因此就需要用通過高性能計算對這些數(shù)據(jù)加以整理和存儲。
實驗儀器測量數(shù)據(jù)處理和分析，首先通過實驗儀器對生物分子進行測量，使用一些后處理軟件對原始的大量數(shù)據(jù)進行處理和分析，然后對序列數(shù)據(jù)進行同源及相似性搜尋、比對、序列分析、遺傳發(fā)育分析等，應(yīng)用軟件數(shù)量巨大，各種軟件在同源性分析算法上各有特點，最常用的有BLAST，F(xiàn)ASTA，HMMER，ClustalW，DNASTAR，PHYLIP，PAML，PAUP，T-Coffee，EMBOSS等。有對蛋白質(zhì)分子進行研究的三維冷凍電鏡方法及結(jié)構(gòu)解析軟件EMAN，SPIDER;利用Xray方法測量用軟件CCP4、ARP/wARP，CNS進行解析等;質(zhì)譜儀測序以及后續(xù)處理軟件tandom(X!tandom)等。
分子動力學(xué)模擬是在原子水平上利用牛頓經(jīng)典力學(xué)方程模擬分子的運動，隨著高性能計算能力的提高，分子動力學(xué)模擬已經(jīng)成為生物大分子理論研究的有力工具，目前，用于分子動力學(xué)模擬的主要軟件有AMBER ，Charmm，NAMD，Gromacs等，這類應(yīng)用非常適合大規(guī)模并行。
計算機輔助藥物設(shè)計是根據(jù)受體的結(jié)構(gòu)是否已知，分為直接藥物設(shè)計和間接藥物設(shè)計。通過分子模擬軟件分析結(jié)合部位的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。
展開 
生命科學(xué)儀器的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
生命科學(xué)儀器的最新內(nèi)容
時間：2023.9.22-24 地址：山東國際會展中心
主辦單位：山東實驗室裝備技術(shù)學(xué)會
山東新丞華展覽有限公司
承辦單位：山東新丞華展覽有限公司
招展單位：上海梵翡會展有限公司
展會背景：
當(dāng)今社會，實驗室裝備已經(jīng)成為現(xiàn)代科技發(fā)展的重要組成部分，實驗室裝備的優(yōu)劣，不僅影響著實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，也影響著科學(xué)家們的工作效率和創(chuàng)新力。《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃要
北鯤云超算平臺如何為生命科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)歸檔與存儲服務(wù)？
在人工智能、計算機、大數(shù)據(jù)等技術(shù)飛快演進的大背景下，生命科學(xué)如何與它們互相交叉、融合、滲透乃至賦能，實現(xiàn)乘法效應(yīng)甚至指數(shù)級效應(yīng)，已成為全球科學(xué)界新的風(fēng)口趨勢。這也是北鯤云超算平臺自成立以來始終在嘗試做的事情。
作為生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，從全球來看，DNA測序儀每年能產(chǎn)生大約150億兆（PB）字節(jié)的數(shù)據(jù)（這一數(shù)據(jù)仍在迅速增長）；
北鯤云超算平臺如何成為就生命科學(xué)云計算領(lǐng)域先行者？
盡管云計算在國內(nèi)已經(jīng)發(fā)展了十余年之久，但仍然是個相對新穎的事物。近幾年隨著互聯(lián)網(wǎng)大廠對于公有云的建設(shè)，以及“新基建”的提出，國內(nèi)云計算公司迅速發(fā)展，北鯤云超算平臺作為在云計算領(lǐng)域、國內(nèi)生命科學(xué)行業(yè)的SaaS應(yīng)用的先行者，北鯤云成立于歐洲硅谷—斯德哥爾摩Kista，致力于為全球生命科學(xué)行業(yè)提供基于云計算模式的商業(yè)解決方案。
如今，分子生物學(xué)根本離不開計算機的幫助
毫無疑問，云計算的使用是生命科學(xué)發(fā)展的大趨勢。隨著云計算在生命科學(xué)行業(yè)中的應(yīng)用場景越來越豐富，云計算在生命科學(xué)行業(yè)的解決方案也日趨成熟。未來會有越來越多的生命科學(xué)研究人員使用云計算。在生命科學(xué)領(lǐng)域，隨著云計算在多個行業(yè)的深度應(yīng)用，也帶來了分子篩選模型日益復(fù)雜，數(shù)據(jù)倍增、計算費用昂貴等問題，基因測序、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測與人工智能、云計算等多種技術(shù)的深度融合，成為了生命科學(xué)的重要發(fā)展趨勢。
許多云計算廠商都對于生命科學(xué)行業(yè)所面臨的痛點
當(dāng)今社會快速發(fā)展的一個重要原因在于尖端技術(shù)的快速更迭。近幾年大火的云計算技術(shù)無疑是尖端技術(shù)之一，云計算技術(shù)的強大之處，在于它無可替代的實用性，也因此能夠運用在各行各業(yè)，并在各個行業(yè)發(fā)揮著其重要價值，比如時下大熱的生命科學(xué)、生物制藥領(lǐng)域、藥物開發(fā)、基因測序、分子動力等領(lǐng)域。
比如，最貼近我們生活的，新冠病毒疫苗的研發(fā)，就要進行大規(guī)模的分子虛擬篩選，這其中就需要高性能計算來支持。每步計算的規(guī)模之大
科技的發(fā)展加速了許多行業(yè)的發(fā)展，云計算的日漸成熟也在不斷地重塑著生命科學(xué)行業(yè)，從而使得傳統(tǒng)的藥物研發(fā)企業(yè)面臨著從研發(fā)成本到藥物供應(yīng)途徑乃至專利到期等諸多問題，不斷攀升的研發(fā)成本，導(dǎo)致藥物供應(yīng)途徑減少，進一步導(dǎo)致研發(fā)效率降低，甚至最終影響到專科到期前能否將研發(fā)成本收回。
因此，許多藥物研發(fā)企業(yè)不得不考慮如何協(xié)作創(chuàng)新,降低藥物研發(fā)的復(fù)雜性，這也是云計算給生命科學(xué)行業(yè)帶來的變革。北鯤云超算平臺作為一個將云上的高性能計算平臺
隨著社會的發(fā)展，已經(jīng)從對于人類外表的觀測過渡到了對生物信息，也就是生物體內(nèi)蛋白質(zhì)和DAN大分子的觀測和解讀。而目前我們所使用的第二代，第三代基因測序技術(shù)都依賴于高性能計算發(fā)展，北鯤云超算平臺推出有效解決方案，協(xié)助生命科學(xué)領(lǐng)域中的生物信息研究獲得進一步的發(fā)展。
高性能計算在生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用是近10年才出現(xiàn)的，并且在生命科學(xué)的虛擬篩選，分子動力模擬等場景中起到了十分重要的作用。在生命科學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中
面對快速發(fā)展的當(dāng)今社會，唯有借助尖端技術(shù)，才能取得革命性的突破，從而助推人類社會不斷超前發(fā)展，而云計算技術(shù)，無疑就是這樣一種尖端技術(shù)。深圳北鯤云計算有限公司（以下簡稱 “北鯤云”）認(rèn)為，云計算技術(shù)的強大之處，不僅僅在于突出的實用功能，以及內(nèi)斂的創(chuàng)新力量等方面。更體現(xiàn)在于其較為廣泛的適應(yīng)力之上，能夠運用于許多行業(yè)，并且發(fā)揮重要價值。譬如說，時下大熱的生命科學(xué)、生物制藥領(lǐng)域當(dāng)中，就經(jīng)常出現(xiàn)云計算技術(shù)的身影
隨著基因測序技術(shù)的發(fā)展與完善，人類發(fā)現(xiàn)基因序列的數(shù)目按照指數(shù)級在增長，科研人員們需要面對數(shù)量級如此龐大的基因進行同源性搜索，比對，分析等需要巨大的數(shù)據(jù)處理量和并行計算量。同時，生命科學(xué)主要的研究對象是蛋白質(zhì)和DNA這類的大分子，對于其三維結(jié)構(gòu)預(yù)測，動力學(xué)特性，熱力學(xué)特性在生命中如何發(fā)生作用，都需要借助高性能計算，可以說，云計算在生命科學(xué)領(lǐng)域有著至關(guān)重要的作用。
實際上很多人可能不太清楚北鯤云超算平臺到底是什么樣的
北鯤云超算平臺主要是針對于有高性能計算需求的企業(yè)和行業(yè)提供全套流程服務(wù)的品牌。可以有效的規(guī)避傳統(tǒng)高性能計算和超算中心存在的問題，從數(shù)據(jù)、件到算力一站式的服務(wù)，在生命科學(xué)領(lǐng)域有突破性的助力，讓更多投身于生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的人員有了夢想起飛的平臺。
為什么說北鯤云超算平臺是夢啟航的地方？這是因為在過去，生命科學(xué)領(lǐng)域有諸多的限制，比如說資源不足，提交數(shù)據(jù)或者成果需要排隊申請；運算的過程極其緩慢
