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Artikel und Hintergründe zum Thema

Von Insellösungen zum vernetzten Labor

Vollständig integriert

Wer kennt das nicht? Datensysteme, die untereinander nicht kompatibel sind. Der Computer, das Smartphone und der intelligente Fernseher laufen unter verschiedenen Betriebssystemen. Oder für die Automation von Gebäuden und Geräten werden umständlich unterschiedliche Applikationen eingerichtet. Das gilt auch für das typische Analytiklabor, in dem sich eine bunte Mischung verschiedener Systeme findet. Häufig werden wegen der schwierigen Integrierbarkeit andersartiger Analytiksysteme Insellösungen genutzt, denn komplexe Instrumente benötigen für die meisten Anwendungen eine separate Steuer- und Auswertesoftware, die sich von Gerät zu Gerät unterscheidet. Die Software muss zudem auf einem Computer installiert werden, der sowohl der Instrumentensteuerung als auch der Datenbearbeitung dient.

© Shimadzu

Solche Einzelplatzsysteme bringen einige Nachteile mit sich: Die Administration von mehreren autonomen sowie differierenden Systemen bindet wertvolle Ressourcen von IT- und Laborpersonal. Aufgenommene Messdaten werden zudem lokal abgelegt, denn eine externe Sicherung der Daten – meistens in einem Archiv oder Back-up – würde die Daten dem schnellen Zugriff entziehen. Zudem erhöht sich der Aufwand für die Erfüllung der regulatorischen Anforderungen mit jedem System, das diese Arbeitsschritte separat abbildet. Einzelplatzsysteme limitieren außerdem die gleichzeitige Arbeit mehrerer Personen. Die Anbindung aller analytischen Geräte an ein Labor-Informations- und -Management-System (LIMS) wird mit jedem Einzelplatzsystem aufwendiger und kann mit der Zeit kostenintensiv werden.

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Eine Plattform für alle Systeme

Diese Herausforderungen können durch eine für alle Analytikanwendungen einheitliche netzwerkbasierte Softwareplattform gemeistert werden. Die sich daraus ergebenden Synergieeffekte sparen nicht nur wertvolle Ressourcen, sondern bringen auch weitere Vorteile und Erleichterungen mit sich. Diese reichen vom flexiblen sowie ortsunabhängigen Arbeiten über digitale Workflows und die praktische Umsetzbarkeit der Compliance bis hin zur Automatisierung über eine bidirektionale Anbindung an ein LIMS.

Verschiedene Analytikgeräte einbinden: Eine Client-Server-Software bringt die Analytik zusammen (ACQ steht für „Acquisition-Control-PC“ – dieser steuert Analysegeräte). © Shimadzu

In die Client-Server-Software „LabSolutions CS“ lassen sich neben zahlreichen Chroma­tographiegeräten, Massenspektrometern und optischen Spektrometern auch z. B. TOC-Analysatoren, Protein-Sequenzierer oder Geräte zur Elementanalyse einbinden. Aufgezeichnete Messdaten sowie Metadaten und dazugehörige Batchtabellen, Methoden, Kalibrationsinformationen und Reports liegen somit in einer sicheren zentralen Datenbank. Systemadministration und Datenverwaltung sind flexibel aus dem zugriffsgeschützten Netzwerk heraus möglich. Datenbearbeitung oder Datenreview können unabhängig vom Steuersystem zum Beispiel aus dem Büro durchgeführt werden, und die Instrumentensteuerung und das Monitoring können ebenfalls aus der Ferne erfolgen.

Dabei unterstützt die Software „LabSolutions CS“ zum Beispiel durch umfassende Audit-Trail-Funktionen, konsistente Dateiversionierungen, umfangreiches User- sowie Rechtemanagement, elektronische Signaturen und eine restriktive Projektadministration bei der Einhaltung von regulatorischen Anforderungen zur Datenintegrität  – mithilfe eigener Archivierungs- und Back-up-Tools.

Vollständig integriert über eine LIMS-Schnittstelle

Nachdem nun unterschiedlichste Analytikinstrumente in einer einheitlichen Softwareplattform zusammengebracht werden können, gibt es weitere Vorteile hinsichtlich der Datenintegration. Die LIMS-Schnittstellenfunktion macht zwei Arten einer bidirektionalen LIMS-Anbindung möglich. Zum einen kann durch den LIMS-Dienstleister eine nahtlose Anknüpfung über eine Programmierschnittstelle realisiert werden, zum anderen gibt es die Möglichkeit, über die Software „LabSolutions CS“ einen dateibasierten Austausch mit dem LIMS durchzuführen.

So ist beispielsweise das Funktionsprinzip im dateibasierten Austausch über geschützte Verzeichnisse einfach umsetzbar. Im LIMS erstellte Batchdateien werden dort im Textformat abgelegt, durch die Softwareplattform in die eigene Datenbank geladen, in das korrekte Format konvertiert und stehen für die Datenerfassung zur Verfügung. Und es werden in der Datenbank gespeicherte Daten- und Ergebnisdateien im TSV-Format in ebendiese geschützten Verzeichnisse ausgegeben und anschließend vom LIMS verarbeitet.

Automatisierung und Regulierung über das LIMS

Im LIMS sind üblicherweise die Probeninformationen und die relevanten Parameter der Proben, die gemessen werden sollen, erfasst. Aus diesen Informationen kann somit abgeleitet werden, welche Messungen notwendig sind, an welchem Instrument diese durchgeführt werden müssen und welche Methode, Standards etc. damit einhergehen. Das LIMS kann automatisiert aus den anstehenden Proben Messsequenzen erzeugen, oder das Laborpersonal erstellt selbst die Messsequenzen über einige Klicks im LIMS.

Die im LIMS erstellte Messsequenz wird zur Software „LabSolutions CS“ transferiert. Hierin wiederum wird diese Probentabelle in einen Batch konvertiert, wobei aus den gegebenen Informationen direkt das gewünschte Projekt sowie das dazugehörige Instrument verwendet werden. Durch die integrierte Projektverwaltung können unterschiedliche Bereiche für unterschiedliche Daten, Zugriffsrechte und Instrumente definiert werden. Auf diese Weise können getrennt arbeitende Arbeitsgruppen, Abteilungen oder Laboratorien reibungslos im gleichen Gesamtsystem mit nur einer LIMS-Schnittstelle tätig sein.

Nach abgeschlossener Übertragung und Platzierung der Proben im Autosampler kann das Laborpersonal dann über die Software das gewünschte Projekt sowie Instrument auswählen und sofort den vorbereiteten Batch starten. Die gemessenen Daten können dann in „LabSolutions CS“ nachbearbeitet und geprüft werden. Die Freigabe der Daten lässt sich mit einer automatischen Übertragung der Ergebnisse zum LIMS kombinieren. Auf diese Weise gelangen valide Ergebnisse ohne manuellen Eingriff oder Zeitverzug ins LIMS. Neben den reinen Ergebnissen können auch Reports und sogar die Rohdaten übertragen und somit im LIMS mit der Probe verknüpft werden.

Die Fehlervermeidung und der Zeitgewinn durch die automatische Datenübertragung und die restriktive Projektadministration unterstreichen den Nutzen einer bidirektionalen LIMS-Anbindungsmöglichkeit der Client-Server-Software für das „bunte“ Analytiklabor.

Fazit

Analytiklaboratorien verwenden häufig unterschiedlichste komplexe Systeme für eine supplementäre Analytik. Insellösungen verbrauchen oft unnötig Ressourcen und können Schwierigkeiten bezüglich Integrierbarkeit bedeuten. In eine Client-Server-Software lassen sich verschiedenartige Analytikgeräte einbinden. Neben einer einheitlichen Softwareplattform und allen damit einhergehenden Synergien bieten sich zahlreiche weitere Vorteile, wie flexibles Arbeiten, digitaler Workflow oder auch eine bidirektionale Anbindung an ein LIMS.

AUTOREN
Max Franz, Dr. Stephan Koller
Shimadzu Deutschland GmbH, Duisburg
Tel.: 0203/76 87-0
[email protected]
www.shimadzu.de

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