Datenintegrität

Vom Chromatographie- zum Analyse-Datensystem

Im Hinblick auf die Gewährleistung der Datenintegrität wurden eigens Systemlösungen für das Datenmanagement entwickelt, wie z. B. die Chromatographie-Datensysteme. Eine besondere Laborsoftwarelösung ermöglicht nicht nur eine moderne komfortable Auswertung und -verwaltung von Chromatographiedaten, sondern auch von Daten anderer Analytikmethoden.

Bild 1: Zugriffsverwaltung in Chromatographie-Datensystemen. © Shimadzu

In Zeiten von Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge neigen sich auch im Labor die Tage von Ausdrucken und papierbasierten Auswertungen dem Ende zu. Denn längst bieten moderne Datensysteme eine zuverlässige und benutzerfreundliche Lösung, um analytische Messdaten aufzunehmen, auszuwerten und zu verwalten. Spätestens seit dem Ende der Integratoren haben Computer und computergestützte Auswertungen Einzug in den Laborbetrieb gehalten.

Doch auch wenn der Rechner zur Methodenerstellung, Gerätesteuerung und Messungsauswertung genutzt wird, war es noch lange die Praxis, das endgültige und zu archivierende Ergebnis weiterhin auf Papier zu dokumentieren. Das Chromatogramm oder Spektrum wurde mitsamt den berechneten Ergebnissen ausgedruckt, durch persönliche Unterschrift freigegeben und in Papieraktensystemen abgelegt.

Was tun gegen potenzielle Datenmanipulation?

Diese manuelle Handhabung macht es allerdings leicht möglich, Daten zu manipulieren, auszutauschen oder zu vernichten – die Akten können verloren gehen oder ausgedruckte Seiten einfach gegen Alternativversionen ausgetauscht werden. Aus diesem Grund hat die amerikanische Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde FDA vor über 20 Jahren eine Leitlinie für die Handhabung von elektronischen Daten und Unterschriften erstellt. Beim Wechsel auf eine rein digitale Datenverwaltung – soweit die Hoffnung damals – kann eine Manipulation einfacher unterbunden und die Zugriffe auf Messdaten konsistenter reguliert werden.

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Die Antwort der Industrie auf diese Anforderungen der US-Behörde sind die sogenannten Chromatographie-Datensysteme (CDS). Anders als bei üblicher dateibasierter Software werden die gesammelten Daten hierbei nicht lokal auf dem PC abgelegt, sondern in eine Datenbank übertragen und dort zugriffsgeschützt gespeichert. Über ein dezidiertes Benutzer- und Rechtemanagement können individuelle Zugangsberechtigungen feingliedrig vorgenommen werden, so dass unterschiedliche Benutzergruppen z. B. für die Labormitarbeiter, die Laborleitung oder die Verantwortlichen aus der IT-Abteilung erstellt werden können. Jede dieser Gruppen kann individuelle Rechte zugeteilt bekommen, so dass beispielsweise der Labormitarbeiter zwar Messungen durchführen und auswerten, diese aber nicht freigeben kann (s. Bild 1). Die Laborleitung hingegen kann die Freigabe erteilen, aber nicht selbst Messungen starten oder auswerten, um ein Vier-Augen-Prinzip bei der Beurteilung von Analysenergebnissen zu gewährleisten.

Vom Laborrechner unabhängig

Durch die zentrale Verwaltung der Daten ist es bei CDS-Lösungen möglich, die Auswertung von einem beliebigen PC im analytischen Netzwerk durchzuführen. Damit ist der Mitarbeiter für die Report-Erstellung nicht mehr an den Laborrechner gebunden, sondern kann sie bequem am Büroarbeitsplatz ausführen. Alle Daten sind durch den Server ständig verfügbar, und auch die Betrachtung historischer Daten ist durch eine einfache Datenbanksuche möglich.

Klassische CDS bieten dabei üblicherweise die Einbindung verschiedener Gerätetypen wie LC oder GC. Je nach Anbieter ist dabei auch eine Anbindung von Systemen von Drittherstellern über spezielle Treiber möglich, so dass man sich bei der instrumentellen Hardware nicht auf einen Hersteller festlegen muss; gleichzeitig kann man eine gemeinsame Datenbankablage und eine einheitliche grafische Oberfläche nutzen, um die Daten aus HPLC- und GC-Systemen – ggf. auch aus deren Kopplung mit Massenspektrometern – auszuwerten und zu verwalten. Somit vereinfachen sich typische Arbeitsabläufe bei der Auswertung und Kontrolle der Messergebnisse dadurch, dass die Labormitarbeiter nicht verschiedene Auswerteprogramme kennen und bedienen müssen, sondern einen einheitlichen Workflow für alle Auswertungen verwenden können. Dadurch steigt nicht nur die Effizienz, auch die Einarbeitung neuer Mitarbeiter kann schneller erfolgen, da nur eine Software erlernt werden muss.

Einbindung weiterer Analytik-Systeme

Bild 2: Beispielhafter Aufbau eines Analyse-Datensystems. © Shimadzu

Die aktuellen CDS-Lösungen gehen sogar noch einen Schritt weiter: Statt nur die klassischen Chromatographiesysteme einzubinden, wird hier das Portfolio der kompatiblen Systeme deutlich erweitert, etwa um Spektroskopiegeräte oder TOC-Analysatoren. So bietet beispielsweise die LabSolutions CS von Shimadzu zusätzlich zur Einbindung von Chromatographen wie GC/GCMS und LC/LCMS auch die Ansteuerung und Integration der Elementspektroskopie wie ICP oder AAS und der Molekülspektroskopie wie UV, IR und RF (s. Bild 2).

Damit werden die Vorteile einer gemeinsamen Datenverwaltung auch auf die Spektroskopiedaten ausgeweitet. Über die gemeinsame Datenbank können so die Ergebnisse verschiedener Analysen mühelos mit der entsprechenden Probe verknüpft und ausgewertet werden. Das lässt auftretende Abhängigkeiten oder Auffälligkeiten einfacher und schneller erkennen.

Durch die volle Integration der Spektroskopie in das CDS wird zusätzlich auch die Integrität dieser Messdaten gewährleistet. Eine Versionshistorie, Audit Trail oder die Benutzerverwaltung wird analog zu den Chromatographiedaten mit im System abgelegt. Das bietet Sicherheit und Verlässlichkeit für Messergebnisse und Reports aus der Spektroskopie, die zuvor nur für LC- oder GC-Daten umgesetzt werden konnten.

Fazit

Die Anforderungen der Behörden an die Integrität von analytischen Messdaten haben in den letzten Jahren stark zugenommen. Neben der FDA hat sich in der aktuellsten Version auch die ISO 17025 gegenüber elektronischen Daten geöffnet, so dass es eine Frage der Zeit ist, bis CDS-Lösungen auch breit im nicht-pharmazeutischen Umfeld ankommen werden. Diese Systeme bieten nicht nur eine höhere Sicherheit gegen Manipulation oder Ausfälle, sondern erleichtern den Benutzern durch eine einheitliche Oberfläche und einen homogenen Workflow die alltägliche Arbeit selbst bei stark wechselnden Anforderungen durch die Bedienung unterschiedlicher Gerätetypen oder -klassen. Die aktuelle Integration von Spektroskopiegeräten in das CDS ist dabei ein weiterer bedeutender Entwicklungsschritt in Richtung eines einheitlichen, benutzerfreundlichen und sicheren Labordatenmanagements.

AUTORIN
Dr. Isabelle Spenner
Shimadzu Deutschland GmbH, Duisburg
info@shimadzu.de
http://www.shimadzu.de

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