Inspiratie uit de mythologie
Thalia was de derde dochter van de Griekse god Bacchus, maar de naam blijkt ook toepasselijk voor een splinternieuwe applicatie van Aqualab Zuid. Ferry van Tol, die informatie-architect is bij Aqualab Zuid, stond aan de wieg van het nieuwe systeem. Hij vat de voorgeschiedenis als volgt samen:
“Voor het uitvoeren van de hydrobiologische analyses werd tot voor kort gebruikgemaakt van Bacchus, een verouderde meetapplicatie voor microscopisch onderzoek uit de jaren ’90, en diens opvolger Aglaia uit 2016. Omdat deze meetapplicaties niet meer voldeden, heeft Aqualab Zuid besloten om zelf een nieuwe, onafhankelijke variant te ontwikkelen, Thalia. Het derde systeem op rij, maar wel helemaal anders.”
De ontwikkeling van Thalia was een groot project dat in totaal ruim een jaar duurde. Ferry: “Het is een flexibel systeem geworden dat we naar eigen inzicht hebben kunnen inrichten. Ons doel is kostenbesparing, betere integratie met andere applicaties en verbeterde efficiëntie. Daardoor zijn we toekomstbestendig.” Hoe dat werkt, legt hij later uit. Maar eerst willen we weten waarvoor de meetapplicatie wordt gebruikt.
Hydrobiologisch onderzoek
Het verhaal over Thalia begint eigenlijk met de vraag van de klant naar hydrobiologische informatie. Aquatisch technoloog Nathalie van Oost werkt ruim twintig jaar als hoofdanalist op de afdeling Hydrobiologie van Aqualab Zuid. “Daar doen we onderzoek naar het aquatische voedselweb, bijvoorbeeld in de Biesbosch-spaarbekkens, waar Maaswater in opgeslagen wordt.”
Het onderzoek gaat van macro-invertebraten (Arthropoda, slakachtigen en wormachtigen), fytoplankton (algen en cyanobacteriën), tot zoöplankton (kleine diertjes, zoals watervlooien en larven). Samen bepalen die de gezondheid van het voedselweb. Maar hoe weet de klant hoe de vlag erbij hangt: welke informatie is er nodig?
“De opdrachtgevers vragen ons om de biomassa’s van alle onderdelen van het voedselweb te bepalen. Dat levert veel meer informatie op dan alleen de aantallen van alle soorten. Er zijn immers aanzienlijke verschillen in grootte tussen de planten en dieren in het water. Sommige organismen die een groot gewicht hebben, maar in lage aantallen voorkomen, hebben meer impact op de voedselketen dan heel veel kleine dieren, die weinig eten. Vandaar dat we de dieren tellen én de biomassa bepalen.”
Voor de uitvoering van dit type hydrobiologische analyses is er een standaard meetprogramma ontwikkeld met vaste parameters. “De klant bepaalt welke meetpunten er bemonsterd moeten worden. De medewerkers van onze eigen buitendienst zorgen voor de bemonstering. En op het lab voeren wij de analyses uit.”
De formule voor plankton
Hoe gaat dat in zijn werk? Nathalie: “De analist selecteert het gewenste organisme en maakt een microscoopfoto. Daarna leest de analist de bijbehorende instructie en worden er lijnen getrokken. Met de lengte en de breedte en wiskundige formules wordt vervolgens de biomassa uitgerekend. Voor het gemak gaan we uit van vereenvoudigde vormen: een balk of ellipsoïde (lijf) en een halve bol (de kop). De nieuwe Thalia-software helpt ons om deze analyses snel en gemakkelijk uit te voeren. De resultaten van de analyses en de gemiddelde biomassa, gaan automatisch naar ons Laboratorium Informatie Management Systeem (LIMS).”
Vervolgens worden de resultaten gerapporteerd aan de klant. “De door ons aangeleverde resultaten worden door het drinkwaterbedrijf zelf geïnterpreteerd. Daar kijken ze bijvoorbeeld naar de samenhang met andere data en mogelijke statistische verbanden. Denk aan de relatie tussen hydrobiologie en chemie.”
Het onderzoek gaat van macro-invertebraten (Arthropoda, slakachtigen en wormachtigen), fytoplankton (algen en cyanobacteriën), tot zoöplankton (kleine diertjes, zoals watervlooien en larven). Samen bepalen die de gezondheid van het voedselweb. Maar hoe weet de klant hoe de vlag erbij hangt: welke informatie is er nodig?
“De opdrachtgevers vragen ons om de biomassa’s van alle onderdelen van het voedselweb te bepalen. Dat levert veel meer informatie op dan alleen de aantallen van alle soorten. Er zijn immers aanzienlijke verschillen in grootte tussen de planten en dieren in het water. Sommige organismen die een groot gewicht hebben, maar in lage aantallen voorkomen, hebben meer impact op de voedselketen dan heel veel kleine dieren, die weinig eten. Vandaar dat we de dieren tellen én de biomassa bepalen.”
Voor de uitvoering van dit type hydrobiologische analyses is er een standaard meetprogramma ontwikkeld met vaste parameters. “De klant bepaalt welke meetpunten er bemonsterd moeten worden. De medewerkers van onze eigen buitendienst zorgen voor de bemonstering. En op het lab voeren wij de analyses uit.”
De formule voor plankton
Hoe gaat dat in zijn werk? Nathalie: “De analist selecteert het gewenste organisme en maakt een microscoopfoto. Daarna leest de analist de bijbehorende instructie en worden er lijnen getrokken. Met de lengte en de breedte en wiskundige formules wordt vervolgens de biomassa uitgerekend. Voor het gemak gaan we uit van vereenvoudigde vormen: een balk of ellipsoïde (lijf) en een halve bol (de kop). De nieuwe Thalia-software helpt ons om deze analyses snel en gemakkelijk uit te voeren. De resultaten van de analyses en de gemiddelde biomassa, gaan automatisch naar ons Laboratorium Informatie Management Systeem (LIMS).”
Vervolgens worden de resultaten gerapporteerd aan de klant. “De door ons aangeleverde resultaten worden door het drinkwaterbedrijf zelf geïnterpreteerd. Daar kijken ze bijvoorbeeld naar de samenhang met andere data en mogelijke statistische verbanden. Denk aan de relatie tussen hydrobiologie en chemie.”
Flexibel systeem op maat gevraagd
Met dit verhaal van Nathalie lijkt de vraag waarom Aqualab Zuid investeert in de ontwikkeling van een eigen applicatie voor hydrobiologische analyses, wel beantwoord. Maar er is nog meer, en dat heeft te maken met onafhankelijkheid. Waarom is dat belangrijk? Ferry blikt terug op het recente verleden: “De vorige versie van het microscopische meetsysteem bleek traag en niet stabiel. Omdat de software door andere partijen was ontwikkeld, hadden we geen toegang tot de broncodes. Problemen konden we dus niet zelf oplossen. Die afhankelijkheid wilden we doorbreken. Aqualab Zuid heeft toen besloten om helemaal opnieuw te beginnen.”
Ons doel is kostenbesparing, betere integratie met andere applicaties en verbeterde efficiëntie. Daardoor zijn we toekomstbestendig
Hoe gebeurde dat? “De software die eerst gekoppeld was aan de microscoop, is vervangen door onze eigen software. Nu kunnen we in principe iedere andere microscoop of camera aansluiten als dat gewenst is. We hebben toen ook meteen gezorgd voor een koppeling met ons LIMS.”
Ferry heeft in rap tempo zes Thalia-systemen ingericht op het lab. En dat bleef niet onopgemerkt. “Laatst kwam de leverancier van onze microscopen kijken. Die vroeg zich af waarom we hun software niet hadden aangeschaft. Na onze demonstratie van Thalia waren ze wel onder de indruk van de uitvinding. Ook andere waterlaboratoria zijn geïnteresseerd in Thalia. We nodigen onze relaties van harte uit om het meetsysteem zelf te komen bekijken.”
Holografische toekomst
Omdat innoveren een werkwoord is, denkt de software-engineer van Aqualab Zuid alvast na over een mogelijke toekomstige opvolger van Thalia. “Het toekomstige systeem zal gebaseerd worden op tomografie. Die techniek wordt in de medische wereld vaak gebruikt, bijvoorbeeld bij CT-scans. Maar in onze branche is het nieuw. Het uitgangspunt van tomografie is een 3D-microscoop, de analyse gaat via hologrammen. Die microscoop willen we zelf gaan ontwikkelen.
Stel je voor: straks gaat een druppel planktonmonster rechtstreeks op de gevoelige chip van een fototoestel zonder lens. Slimme geavanceerde software zorgt vervolgens voor reconstructie van de interferentiepatronen tot herkenbare 3D-vormen. Dat alles kan in principe real-time. Daarmee kunnen we de klanten dus nog beter van dienst zijn.”
Geïnteresseerd? Neem contact op met Nathalie van Oost, e-mail: nr.vanoost@aqualabzuid.nl.