Labor-Workflow

Von der Handarbeit zur vollautomatisierten Integrität

Einheitliche Labor-Workflows mit Chromatographie-Daten-Systemen. Handarbeit war gestern: Chromatographie-Daten-Systeme bieten eine komfortable Verwaltung und Sicherung anfallender Messdaten in der instrumentellen Analytik.

Durch die gestiegenen behördlichen Anforderungen an Datenintegrität sind sie bei Betrieben, die im kontrollierten Umfeld arbeiten, nicht mehr wegzudenken. Die neuesten Software-Versionen bieten jedoch mehr als die Verwaltung reiner Chromatographiedaten.

Das Handling chromatographischer Daten ist komfortabler, verlässlicher und vielseitiger geworden. Wurden anfangs Daten noch per Integrator aufgezeichnet und von Hand ausgewertet, bieten die modernen Programme zur Aufnahme und Auswertung analytischer Messdaten vielfältige Möglichkeiten und Unterstützungen, um Arbeitsabläufe zu optimieren. Nahezu alle großen Anbieter analytischer Geräte bieten Software-Lösungen, die nicht nur einzelne Geräte steuern können, sondern eine ähnliche grafische Benutzeroberfläche für eine Vielzahl verschiedener Geräte bieten, wie Gas- und Flüssigchromatographen, Massenspektrometer oder einfache Spektroskopiegeräte. Diese gleichbleibende Grundoberfläche erleichtert es dem Laborpersonal, die Bedienung eines neuen Gerätes schneller zu erlernen und die Daten verschiedener Geräte einfacher auswerten zu können.

Client-Server-Lösungen vereinfachen Abläufe
Eine weitere Erleichterung, die moderne Softwarelösungen bieten, besteht darin, die Auswertung auf einen beliebigen PC im Netzwerk zu verlagern. Bei sogenannten Client-Server-Lösungen werden die Messdaten nicht mehr auf einem PC lokal gespeichert, sondern zentral auf einem Server abgelegt (Bild 1). Die Acquisition Controller, PCs die für die Datenaufnahme verwendet werden, können dabei je nach Gerätetyp mehrere Anlagen gleichzeitig steuern, so dass sich auch der Platzbedarf für die Messrechner reduziert. 

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Bild 1: Schematischer Aufbau einer Client-Server-Lösung. Daten werden dabei über die Acquisition Controller aufgenommen und an den Server übermittelt. Die Datenauswertung kann dann auch beliebig über Client-PCs im gleichen Netzwerk erfolgen.

Die Client-PCs zur Datenauswertung müssen ebenfalls nicht im Labor stehen, sondern können an beliebigen Standorten im Netzwerk platziert werden. Somit reduziert sich für die Labormitarbeiter die Lärm- wie auch die Chemikalienbelastung, wenn Auswertungen bequem am Bürorechner anstelle des Rechners am Laborplatz durchgeführt werden. Auch die Überwachung laufender Analysen, zum Beispiel zur Statusabfrage, kann über den Client-PC erfolgen und vereinfacht so weiter die Arbeitsabläufe im Laborbetrieb.

Gesetzliche Forderungen nach Datenintegrität
Nicht nur das Laborpersonal profitiert von diesen neuen einheitlichen Software-Lösungen. Vor allem im Bereich des kontrollierten Umfelds unter GxP-Bedingungen nimmt die Datenintegrität einen immer größeren Stellenwert ein. In Audits und behördlichen Kontrollen wird zunehmend ein Schwerpunkt auf ein sicheres Handling von Daten und die Absicherung ihrer Integrität gelegt. Wurden früher Messergebnisse von Laborpersonal und Laborleiter abgezeichnet und archiviert, ist im Zeitalter der elektronischen Datenverarbeitung eine nachträgliche Manipulation von Messdaten technisch so einfach wie nie zuvor. Daher werden im regulierten Umfeld strikte Vorgehensweisen für elektronische Daten vorgegeben. 

So gibt die US-amerikanische FDA im Title 21 ihres Code of Federal Regulations Part 11 (21 CFR Part 11) zum Beispiel die Handhabung elektronischer Unterschriften vor. Jegliche Veränderung an analytischen Daten muss dabei nachvollziehbar elektronisch dokumentiert werden, inklusive Angaben zu Grund und Art der Änderung. Auch hierbei unterstützen moderne Chromatographie-Daten-Systeme die Anwender durch Nutzer- und Zugriffsrechtsverwaltungen sowie dezidierte Audit-Trail-Funktionen, die automatisch bei jeder Änderung eine Bestätigung einfordern und diese dem jeweiligen Benutzer zuordnen und dokumentieren.

Bild 2: Automatische Verarbeitung im Multi-Daten-Report.

Eine weitere Erleichterung im Laboralltag bietet auch die Langzeitspeicherung der Daten in der Datenbank. Je nach Gesetzeslage müssen bestimmte Datensätze, wie etwa Freigaben, Probentabellen oder Daten zur Nachverfolgung von menschlichen Ausgangsstoffen für bis zu 30 Jahre archiviert werden. Bei einer papierbasierten Dokumentation ist somit selbst bei kleineren Betrieben eine enorme Lagerkapazität notwendig. Chromatographie-Daten-Systeme bieten daher durch ihre elektronische Datenbank eine platzsparende, zukunftssichere Alternative zur Papierakte und minimieren den Platzbedarf zur Archivierung.

Komfortable Auswertung
Auch die Workflows zur Datenauswertung können durch Chromatographie-Daten-Systeme deutlich vereinfacht werden. In die Datenbanken können teilweise nicht nur klassische Chromatographiedaten von Gas- und Flüssigchromatographen, sondern auch Mess-daten von Spektroskopiegeräten eingelesen und ausgewertet werden, wie zum Beispiel UV-, RF- oder FTIR-Spektrometern. Selbst die komplexen Datensätze aus der Massenspektroskopie der GC- und LCMS-Analysen sind mittlerweile in die Client-Server-Lösungen integrierbar.

Eine spezielle Funktion der LabSolutions CS, der Client-Server-Lösung von Shimadzu, ist der Multi-Daten-Report. In dieser neuen Art der Auswertung können die Analysenergebnisse von unterschiedlichen Analysegeräten in einem gemeinsamen Report ausgewertet und verarbeitet werden, ohne manuell Zahlenwerte übertragen zu müssen. Die Befehle und Funktionen sind dabei Excel-ähnlich, um dem Nutzer eine möglichst schnelle Einarbeitung zu ermöglichen.

Der besondere Reiz liegt darin, dass die Berechnungen und Auswertungen innerhalb einer validierten Software stattfinden und somit das zeit- und arbeitsintensive Validieren einzelner Excel-Sheets entfällt. Der Multi-Daten-Report ist daher ideal geeignet, um verschiedene Analysenergebnisse für ein Produkt zusammenzuführen. So lassen sich von einem Rohstoff zum Beispiel die Analysenergebnisse einfach und automatisiert auswerten (Bild 2), etwa die Prüfung auf Verunreinigungen per HPLC mit der Restlösemittelbestimmung mit der GC und dem aufgenommenen IR-Spektrum. Auch die anschließende Ausgabe des jeweiligen Reports als Ausdruck oder als pdf-Datei kann automatisch erfolgen. Auch hierdurch können die betrieblichen Arbeitsabläufe deutlich vereinfacht werden. Die entsprechende Reportvorlage wird einmalig angelegt und kann danach vollautomatisiert für neue Messungen verwendet werden, ohne dass weitere manuelle Schritte durch das Laborpersonal notwendig sind. Weiterhin werden menschliche Fehler wie Zahlendreher bei der Übertragung von Zahlenwerten per Hand ausgeschlossen und die Kontrolle und Freigabe durch die Laborleitung deutlich erleichtert.

Fazit
Moderne Chromatographie-Daten-Systeme ermöglichen einen einheitlichen analytischen Workflow von der Datenaufnahme bis zur -auswertung. Ein dezidiertes Management der Nutzer- und Zugriffsrechte sowie umfassende Audit-Trail-Funktionen ermöglichen ein zuverlässiges und sicheres Datenmanagement und sorgen für die behördlich verlangte Datenintegrität. 

Spezielle Funktionen wie der Multi-Daten-Report ermöglichen zusätzlich eine einheitliche und gemeinsame Datenverarbeitung von Messdaten unterschiedlichster Gerätetypen in einem gemeinsamen Report. Durch ihre vielfältigen Möglichkeiten zur Optimierung von Arbeitsabläufen finden sie in nahezu allen Bereichen der Analytik Anwendung, nicht nur im regulierten Umfeld.

Dr. Isabelle Möller
Shimadzu Deutschland GmbH

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