Software für den Forscheralltag

Analytical Data Management in F&E

Große Datenmengen verarbeiten, auswerten und nutzen sowie Arbeitsschritte oder komplette Arbeitsabläufe automatisieren – moderne Softwarelösungen helfen dem Nutzer im Forschungsalltag.

Bild 1: Eine der größten Herausforderungen des Analytical Data Managements: Daten sind teilweise getrennt voneinander in unterschiedlichen Systemen gespeichert (sog. Datensilos) und können so nur schlecht verwaltet und effizient genutzt werden. © © ACD/Labs
Heute ermöglichen zahlreiche Neuerungen und Weiterentwicklungen analytischer Instrumente immer größere Laborprojekte. Der Fortschritt auf dem Gebiet der Hardware führt jedoch unweigerlich zu einem signifikanten Anstieg der Menge und Komplexität analytischer Daten, welche anschließend auszuwerten sind. Dadurch entsteht ein hoher Bedarf an innovativer Software, die Wissenschaftlern hilft, diese Daten effektiv zu handhaben. Der Mehrwert solcher Softwarelösungen liegt auf der Hand: Sie ermöglichen einen einfachen Zugang zu analytischen Informationen, setzen diese in den korrekten chemischen Kontext, stellen die Datenintegrität sicher und helfen bei der Erstellung von Dossiers. Daher kommen bereits heute in vielen F&E-Abteilungen Labor-Informations-Management-Systeme sowie elektronische Laborjournale zum Einsatz.
Diese Softwarelösungen decken jedoch tatsächlich nur einen Teil der Anforderungen ab, da sie kein wirklich effizientes Management von analytischen Daten, wie NMR-Spektren und Chromatogrammen, bieten. Diese Art von Informationen wird in den meisten Fällen zunächst in Text, Zahlen oder Bilder abstrahiert und dann gespeichert (Bild 1).
Anzeige

Chromatographische Methoden entwickeln und optimieren

Warum effizientes Analytical Data Management für moderne F&E-Abteilungen von immenser Bedeutung ist, lässt sich gut am Beispiel Chromatographie darlegen. Vor allem während der Entwicklung und Optimierung von chromatographischen Methoden entstehen durch den zeitaufwändigen Versuch-und-Irrtum-Ansatz große Datenmengen. Alle getesteten experimentellen Konditionen und die dazugehörigen Ergebnisse müssen dokumentiert und in wiederverwertbarer Form gespeichert werden, um zukünftige Chromatographie-Projekte zu unterstützen. Dies erfordert Softwarelösungen, die in der Lage sind analytische Informationen verlustfrei mit chemischen Informationen zusammenzuführen, um so die Entscheidungsfindung zu vereinfachen. ACD/Labs bietet solche Softwarelösungen für alle Bereiche der Analytik an.

Im Bereich der Chromatographie kombinieren wir unsere Vorhersagemodule für physikochemische Parameter mit einer umfangreichen Werkzeugauswahl zur Methodenoptimierung und flexiblen Analytical-Data-Management-Funktionen. So können am Anfang des Methodenentwicklungsprozesses bessere Startkonditionen erarbeitet werden, indem bereits abgeschlossene Chromatographie-Projekte als Referenzen herangezogen werden. Die Simulation von chromatographischen Trennungen in der Software erlaubt erste Optimierungsschritte, bevor die ersten experimentellen Daten im Labor erzeugt werden. Diese Chromatogramme dienen dann anschließend in der Software als Grundlage für weitere Screening- und Optimierungsexperimente, bis letztendlich eine Methode gefunden wird, die in Bezug auf Trennung, Auflösung und Laufzeit das beste Ergebnis erzielt. Diese Vorgehensweise folgt dem „Quality-by-Design“-Prinzip und ermöglicht es dem Anwender, eine robuste chromatographische Methode in kürzerer Zeit zu erarbeiten und die während des Prozesses erlangten Erkenntnisse für zukünftige Projekte nutzbar zu machen.

Die Chromatographie ist jedoch nur eine der vielen Techniken, welche in einem analytischen Labor Anwendung findet. Um chemische Substanzen vollständig zu charakterisieren, müssen analytische Daten unterschiedlichster Herkunft miteinander kombiniert werden. Softwarelösungen der ACD/Labs-Spectrus®-Plattform ermöglichen den Anwendern analytische Daten u. a. aus den Bereichen NMR, MS, Chromatographie und optische Spektroskopie zusammenzuführen. Der Dateiformattyp spielt hierbei keine Rolle, da Daten von allen gängigen Instrumentenherstellern importiert werden können. Neben allen Funktionen zum Auswerten und Interpretieren der Daten verfügt Spectrus auch über umfangreiche Datenbankfunktionen und erfüllt so alle Ansprüche an ein Analytical-Data-Management-System. Analytische Daten werden verlustfrei und in direkt wiederverwertbarer Form abgespeichert, so dass eine Bearbeitung zu einem späteren Zeitpunkt jederzeit möglich ist. Dies ermöglicht innerhalb von Organisationen einen Wissenstransfer ohne Informationsverlust.

Um zusätzlich auch die Datenintegrität über mehrere F&E-Abteilungen und Standorte hinweg zu gewährleisten, setzen immer mehr Unternehmen auf Enterprise-Softwarelösungen. Spectrus kann in bestehende Hardware- und Softwaresysteme integriert werden. Zusammen mit den Anwendern entwickeln die Experten von ACD/Labs maßgeschneiderte Lösungen auf Basis von Spectrus, die sich nahtlos in bestehende Arbeitsabläufe einfügen. So können beispielsweise bestimmte Prozesse aus der Routine-Analytik automatisiert werden.

Bild 2: Beispiel eines automatisierten Auswertesystems für analytische Daten auf Basis von Spectrus®. © ACD/Labs

Die Softwarelösungen sind in der Lage, analytische Daten anhand von Nutzervorgaben komplett automatisch zu sammeln, auszuwerten und die Ergebnisse anschließend an die entsprechenden Mitarbeiter zu verteilen (Bild 2). Durch effizientes Analytical Data Management und die Automatisierung von einzelnen Arbeitsschritten oder kompletten Arbeitsabläufen durch Spectrus wird der Anwender entlastet und kann seine wertvolle Zeit komplexeren Fragestellungen widmen.

Softwarelösungen für die Produktentwicklung

ACD/Labs entwickelt nun verstärkt spezialisierte Softwarelösungen, die sich auf bestimmte Themengebiete der Analytik konzentrieren. Für das Impurity Management während der Produktentwicklung wurde Luminata® geschaffen. Luminata basiert auf Spectrus und bildet alle relevanten Informationen zu Synthesewegen inklusive Verunreinigungen ab und verknüpft diese mit den entsprechenden analytischen Daten. Anschließend stehen dem Nutzer auch hier wieder umfangreiche Funktionen zur Auswertung der Daten und Visualisierung der Ergebnisse zur Verfügung. Diese Softwarelösung bietet Nutzern aus unterschiedlichen Abteilungen die Möglichkeit, bei Produktentwicklungsprojekten effizienter zu arbeiten, besser miteinander zu kollaborieren und leichter zu fundierten und nachvollziehbaren Entscheidungen zu kommen.

In der Produktentwicklung spielt neben dem Impurity Management auch die Automatisierung von Laborprozessen eine große Rolle, vor allem bei Hochdurchsatz-Experimenten wie z. B. Screenings. Über den kompletten Arbeitsablauf, von der Versuchsplanung bis zur Auswertung der analytischen Daten und Entscheidungsfindung, sind jedoch auch hier die Hardwarekomponenten, wie Pipettierroboter, nur unzureichend oder gar nicht in die übrigen Softwarekomponenten integriert, was die Produktivität der gesamten Organisation signifikant beeinträchtigt.

ACD/Labs hat daraufhin eine webbasierte Softwarelösung namens Katalyst D2D entwickelt, um diese Lücken zu füllen und alle Schritte des Arbeitsablaufes abzubilden. Katalyst D2D ersetzt so die vielen einzelnen Softwarekomponenten, die bisher zum Einsatz kommen, und eliminiert dabei unter anderem das Fehlerrisiko beim manuellen Übertragen von Daten von einem Softwareprogramm ins nächste. So können z. B. die analytischen Daten für jedes Well einer Mikrotiterplatte in der gleichen Softwarelösung angezeigt und ausgewertet werden, welche zuvor zur Versuchsplanung und Übergabe der Daten an die Pipettierroboter verwendet wurde. Wie alle Produkte der Spectrus-Plattform schlägt auch Katalyst D2D eine Brücke zwischen chemischen Informationen und analytischen Daten.

AUTOREN
Matt Binnington, Tim Salbert
Advanced Chemistry Development Germany GmbH (ACD/Labs), Frankfurt
sales_germany@acdlabs.com
www.acdlabs.com/spectrus 

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige
Anzeige

EIN MUSS FÜR LABOREXPERTEN: LABSOLUTIONS

Am 04.09.2019 erwarten Sie bei der Th. Geyer Laborfachmesse LABSOLUTIONS in der MesseHalle Hamburg-Schnelsen 60 namhafte Aussteller, 22 Fachvorträge, ein Gewinnspiel und Catering. Unbezahlbare Vorteile komplett kostenfrei für Sie. Infos und Anmeldung unter www.thgeyer.de. Wir freuen uns auf Sie!

mehr...
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Highlight der Woche

Mikrobielles Arbeiten unter definierter Atmosphäre
Die A25 ist platzsparend, aber spart nicht an Funktionen! Die "kleine" Arbeitsstation verfügt über stulpenlose Handeingänge, einen Farb-Touchscreen und eine Schleuse, aber bietet dennoch strengste anaerobe Bedingungen.

Zum Highlight der Woche...
Anzeige
Anzeige

Highlight der Woche

NEU: LABO Kompass
HPLC Anwenderwissen im August 2019

Kompakte Orientierung in Ihrem Laboralltag. Richten Sie sich richtig aus! Anwenderwissen, Produkt- und Firmenpräsentationen, Anbieterverzeichnis, Trends, Termine uvm.

Zum Highlight der Woche...
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Newsletter bestellen

Immer auf dem Laufenden mit dem LABO Newsletter

Aktuelle Unternehmensnachrichten, Produktnews und Innovationen kostenfrei in Ihrer Mailbox.

AGB und Datenschutz gelesen und bestätigt.
Zur Startseite