Образовательные учреждения и исследовательские институты сыграли важную роль в развитии новых систем в последние годы. Это объясняется тем, что такие учреждения занимают стратегическое положение в науках о жизни: будучи очень хорошо знакомыми с проблемами, которые их образцы создают для экспериментов по микроскопии, они развиваются с максимальной скоростью.
Многочисленные разработки были вызваны необходимостью визуализировать новые образцы или адаптировать инструменты, чтобы «увидеть» то, что традиционно невозможно было увидеть.
Так возникли новые методы визуализации, такие как :
- оптическая проекционная томография для прозрачных образцов с OpenSpin,
- разработки проточной цитометрии на основе изображений
- адаптивная оптика для визуализации с высоким разрешением
- новые методы без меток для непрозрачных образцов с помощью поверхностной томографии,
- обнаружение с помощью рассеянной световой микроскопии трудно поддающихся мечению наночастиц
Экспериментальные установки
Экспериментальные оптические установки играют центральную роль в достижении улучшений одного или нескольких параметров, которые необходимы для проведения новых исследований и измерений. С помощью этих индивидуальных настроек исследователи могут разрабатывать новые протоколы, образцы и приложения, что приведет к значительному прогрессу в их исследовательской области за счет применения новых методов визуализации.
Тем не менее, экспериментальные установки часто постоянно находятся в стадии разработки или в большинстве случаев могут иметь ограниченную степень оптимизации и надежности. Основной риск связан с тем фактом, что технология может не оправдать ожиданий : чтобы заставить технологию работать на таких ранних этапах, обычно требуется больше времени на устранение неполадок.
Установки известных поставщиков
Когда дело доходит до внедрения инноваций, одним из вариантов является покупка передовых устройств как можно раньше. Однако, выбор продуктов, доступных потребителям, обычно основан на ожидаемом доходе от рынка. Это означает, что продукты, как правило, имеют широкую применимость и универсальны для многих пользователей. Они часто не разрабатываются для нишевых приложений или не обладают всеми функциями, которые, как ожидается, будут интегрированы для удовлетворения всех известных приложений. Как правило, покупка продукта означает, что вы зависите от идеи продукта кого-то другого, кто разработал продукт для целевого рынка, который, возможно, не включал ваш вариант использования.
Однако по сравнению с экспериментальными установками продукты известных крупных поставщиков, как правило, более просты в использовании, и обычно доступна техподдержка.
Разработки из лабораторий
Другой вариант — импортировать экспериментальные решения из лабораторий, которые занимаются разработкой оптических установок. Преимущества заключаются в том, что цикл инноваций может быть быстрее, чем у коммерческих поставщиков, и что импорт установки может быть дешевле. Общая проблема развивающейся лаборатории заключается в том, что ей необходимо двигаться дальше и постоянно разрабатывать что-то новое; следовательно, аспект поддержки устаревшего устройства уходит на второстепенный план.
Создание собственной установки.
Наиболее ощутимым преимуществом собственных разработок является возможность создать персонализированную систему, специально разработанную для решения вопроса пользователя. Однако и здесь возникают ограничения, аналогичные тем, которые были отмечены для импорта экспериментальных решений от разработчиков выше. Кроме того, если разработку осуществляет исследовательское учреждение, это требует значительных затрат времени.
Разработка собственных систем также является одним из наиболее надежных способов развития и поддержания богатого опыта из первых рук. Например, создание собственного флуоресцентного микроскопа с полным внутреннем отражением (TIRF) для микроскопии локализации одиночных молекул (SMLM) означает действительное понимание методов SMLM, от источников дрейфа до программного обеспечения для анализа с открытым исходным кодом. Это означает наличие другого уровня собственных знаний для поддержки пользователей по сравнению с простой покупкой готового решения. Во втором случае, обучение происходит «из вторых рук» у специалиста по приложениям, который также, возможно, изучил эту технику только из вторых рук.
Технология существует, но коммерчески недоступна
От даты первой научной публикации до самого первого коммерческого устройства, путь от идеи до продукта, варьируется, но может занять от 5 до 15+ лет.
В области биовизуализации за последние 20 лет были яркие примеры быстрого развития идеи и продукта. Например, решётчатая световая микроскопия, впервые продемонстрированная в 2014 году, уже была доступна разработчикам для создания на основе чертежей в течение двух лет, в то время как первая коммерческая система была выпущена всего около 6 лет, и его академическая версия была основана на чертежах, сделанных семь ранее.
OPM (Oblique Plane Microscopy), микроскопия в косой плоскости в 2008 году, также известная как световая микроскопия с одной объективной линзой и совместимая с инвертированной микроскопией на основе световых листов с высоким содержанием) на сегодняшний день стала доступной только спустя более чем 15 лет после ее изобретения.
Индивидуальное решение
Разрабатывая специальные инструменты, разработчики на предприятии могут создать нишевое решение для определенного сообщества пользователей, имеющего конкретный исследовательский запрос. Часто индивидуальные разработки могут быть единственным доступным решением, особенно в тех случаях, когда компании не позволяют вносить какие-либо аппаратные изменения в свой оптимизированный продукт (или не делают это достаточно быстро).
Кроме того, индивидуальные решения могут помочь подключить объекты к новым сообществам пользователей для решения новых задач. Таким образом, индивидуальные решения могут использовать новые идеи, которые могут привести к значительному прогрессу в научных исследованиях.
Юридические соображения
При разработке устройств также необходимо учитывать права интеллектуальной собственности. Создание интеллектуальной собственности и (в случае успеха) лицензирование патентов может повысить признание внутри и за пределами учреждения.
В заключение, большинство исследовательских институтов считают, что основная задача центров биовизуализации — предоставить своим ученым самые современные или даже новейшие технологии и услуги. Однако степень, в которой инвестиции и исполнительные решения сдерживаются важными финансовыми ограничениями или задержками, обусловленными законодательством, с одной стороны, и часто ограниченная степень инновационности коммерческих решений, с другой, означают, что исследовательские институты не всегда могут оставаться впереди научных и технологических инноваций, полагаясь только на коммерческое оборудование.