EMBION

EMBION: Plataforma de la Instalación Nacional Danesa de Crio-EM

El Proyecto

EMBION es la Instalación Nacional Danesa de Crio-EM en la Universidad de Aarhus, establecida en 2018 con una subvención de 30.8 millones de DKK (4.7 millones de USD) del Ministerio de Educación Superior y Ciencia. La instalación representa un avance significativo en la infraestructura de investigación de microscopía electrónica criogénica (crio-EM) en Dinamarca, permitiendo la recolección de datos de alta resolución de varias muestras, incluidas moléculas de proteínas, complejos macromoleculares y células.

Nuestro Enfoque

Colaboramos con el equipo de EMBION para crear una plataforma digital integral que apoya las capacidades avanzadas de investigación de la instalación. Nuestra solución incluyó:

• Un sofisticado sistema de reservas para gestionar el acceso a múltiples microscopios electrónicos de alta gama
• Sistema de seguimiento y gestión de datos en tiempo real
• Formularios personalizados para la recolección estructurada de datos científicos
• Integración con flujos de trabajo de investigación y sistemas universitarios existentes
• Soporte multiplataforma (aplicaciones web, móviles y de escritorio)
• Almacenamiento seguro y gestión de datos de investigación sensibles

Implementación Técnica

La plataforma se construyó usando tecnologías modernas para garantizar fiabilidad y escalabilidad:

Stack Tecnológico

La plataforma EMBION fue desarrollada utilizando un stack tecnológico robusto y moderno:

• Frontend: Flutter para aplicaciones multiplataforma

  • Base de código única para aplicaciones web, iOS y Android
  • UI rica y responsive con rendimiento nativo
  • Capacidades offline para recolección de datos ininterrumpida

• Backend: Golang (Go) para la implementación del servidor

  • Manejo de solicitudes concurrentes de alto rendimiento
  • Excelente gestión de memoria para operaciones intensivas en recursos
  • Seguridad de tipos y fiabilidad para aplicaciones críticas de investigación

• Arquitectura API: gRPC para comunicación eficiente

  • Contratos fuertemente tipados entre cliente y servidor
  • Serialización binaria eficiente para grandes conjuntos de datos científicos
  • Streaming bidireccional para monitoreo de experimentos en tiempo real

• Despliegue: Kubernetes para orquestación

  • Infraestructura escalable para manejar cargas de investigación variables
  • Alta disponibilidad para operaciones críticas de investigación
  • Despliegues y reversiones automatizadas para actualizaciones sin problemas
  • Aislamiento de recursos para seguridad y rendimiento

Este stack tecnológico fue específicamente elegido para satisfacer las demandas únicas de una instalación de investigación científica. Flutter permite a los investigadores acceder a la plataforma desde cualquier dispositivo con una experiencia consistente. Golang proporciona el rendimiento y la fiabilidad necesarios para procesar grandes conjuntos de datos. gRPC facilita la comunicación eficiente entre los microscopios, servidores y aplicaciones cliente. Finalmente, Kubernetes garantiza que la plataforma permanezca disponible y con buen rendimiento incluso durante períodos de investigación intensiva.

Integración con Microscopios Electrónicos

El sistema se integra con múltiples microscopios electrónicos, incluyendo:

• Titan Krios G3i (300 keV)
• Titan Krios 300 kV TEM
• Aquilos 2 Cryo FIB
• Tecnai Spirit 120 kV TEM
• Versa 3D Focused Ion Beam SEM
• Nova NanoSEM

Resultados

La plataforma EMBION ha mejorado significativamente las capacidades de investigación en la Universidad de Aarhus:

• Acceso optimizado a equipos de crio-EM de última generación
• Recolección de datos estandarizada en todos los proyectos de investigación
• Mejor colaboración entre investigadores
• Capacidades mejoradas de seguridad y respaldo de datos
• Monitoreo en tiempo real de experimentos
• Proceso de solicitud simplificado para tiempo de microscopio
• Integración con programas de investigación internacionales (iNEXT Discovery)

Testimonio del Cliente

"La plataforma digital desarrollada para EMBION ha transformado la forma en que gestionamos nuestra instalación de crio-EM. Se ha convertido en una herramienta esencial para nuestros investigadores, permitiendo programación eficiente, recolección de datos y análisis. La flexibilidad y fiabilidad del sistema lo han convertido en una piedra angular de nuestra infraestructura de investigación."

— Thomas Boesen, Gerente de la Instalación de Crio-EM

La plataforma continúa evolucionando con nuevas características y capacidades, apoyando la misión de la instalación de avanzar en la investigación de biología estructural en Dinamarca y más allá. El proyecto representa una colaboración exitosa entre investigación científica e innovación digital, demostrando cómo la tecnología puede mejorar instalaciones científicas de vanguardia.