Der Workflow steht im Mittelpunkt

Labvolution mit Biotechnica

Die Labvolution mit dem Life-Sciences-Event Biotechnica findet vom 16. bis 18. Mai 2017 in Hannover statt. Sie zeigt die ganze Welt des Labors – von den Life Sciences bis zur analytischen Chemie. Ergänzt wird die Labvolution durch das Biotech- und Forschungsevent Biotechnica. 

Eine durchdachte Workflow-Optimierung trägt entscheidend zum langfristigen Erfolg eines Auftrag-Labors bei – und das unabhängig von seiner Größe. Wer schon vom Beginn der Prozesskette sein Probenhandling optimiert, spart auf Dauer Zeit und Geld. Anregungen rund um die Workflow-Optimierung bietet die Labvolution mit Biotechnica vom 16. bis 18. Mai 2017 in Hannover. Mit der Sonderschau smartLab – das intelligente Labor der Zukunft – zeigt die Labvolution beispielhaft, wie Abläufe im Labor bei bester Vernetzung und Integration künftig aussehen können.

„Workflow-Optimierung muss gründlich und vor allem im Team überlegt und gelebt werden. Der Prozess ist nicht von heute auf morgen umsetzbar und auch der Erfolg ist meistens nicht sofort festzustellen“, sagt Dr. Sascha Beutel, Arbeitsgruppenleiter am Institut für Technische Chemie der Leibniz-Universität Hannover. „Auch die Gewöhnung an neue Abläufe dauert ihre Zeit. Aber am Ende profitieren alle von einem Prozess, bei dem ressourcenschonend und zeitsparend gearbeitet wird. Nicht zu vernachlässigen sind neben der gezielten Reduzierung von Arbeitsschritten die tatsächlich zurückzulegenden räumlichen Distanzen zwischen den einzelnen Laborarbeitsplätzen und die Minimierung möglicher Fehlerquellen.“

Anzeige

Aufwendige Präanalytik
Die Präanalytik ist in der Regel der zeitaufwendigste und kostenintensivste Prozess. Die Proben für ein medizinisch diagnostisches Labor liegen oftmals in unterschiedlicher Form (FFPE, Blut, zytologische Präparate), Qualität, unterschiedlichem Volumen oder abweichender Konzentration vor. Damit kein wertvolles Probenmaterial verlorengeht und die Arbeitsschritte so schnell und fehlerfrei wie möglich vereinheitlicht werden können, kommt den ersten Schritten der Präanalytik eine besondere Bedeutung zu. 

Für das Projekt smartLab haben sich Wissenschaftler und Unternehmen zusammengetan, um gemeinsam eine Vision des Labors der Zukunft zu entwickeln (Bildnachweis: Deutsche Messe AG).

In kleinen Labors, die nicht automatisiert arbeiten, können die verschiedenen Arbeitsschritte oft geschachtelt durchgeführt werden. Leerzeiten, wie sie beim Zentrifugieren, bei Waschschritten oder beim Denaturieren auftreten, eignen sich, um andere Proben zu bearbeiten oder Gebrauchslösungen anzusetzen. Mit einer gewissen Routine und der richtigen Anordnung der Geräte fließen die Prozesse nahtlos ineinander und gewähren ein zeitlich optimales, manuelles Abarbeiten der Samples.

Mittlere bis große Routinelabore profitieren von einer Automatisierung der Arbeitsprozesse, selbst wenn sie in Teilschritten erfolgt. Die Nukleinsäureanalytik ist dafür besonders geeignet. Der RNA-Sequenzierung zum Beispiel geht eine hohe Anzahl an zeitintensiven Einzelschritten voraus, die besonders fehleranfällig sind, weil die Volumina oft klein sind und die häufige Aufreinigung der Zwischenprodukte mit Magnetpartikeln sehr arbeitsintensiv ist. Laufen diese Schritte automatisiert ab, ist die Ausbeute und deren Qualität nachweislich deutlich höher und der Reagenzienverbrauch und Zeitaufwand niedriger. Je nach Probendurchsatz ist abzuwägen, ob es wirtschaftlich ist, wenn sich weitere Automatisierungen wie Assay Setup und PCR anschließen.

Lean-Management im Labor
Spätestens wenn der Stress und das Arbeitspensum nicht mehr zu bewältigen erscheinen, ist es an der Zeit, etwas zu ändern. Eine Workflow-Analyse sollte der erste Schritt unabhängig von der Prozessautomatisierung sein. Lean-Management, wie in der Industrie erfolgreich angewandt, kann auch auf das Labor projiziert werden. Ziel ist, Probenanalysen mit weniger Aufwand, weniger Ressourcen und weniger Zeit nach dem Motto „work smarter not harder“ durchzuführen. 

(Bildnachweis: Deutsche Messe AG)

Eine simple Methode, um erst einmal selbst zu testen, ob die eingespielten Arbeitsabläufe ein effizientes Abarbeiten der Proben zeigen, ist die Schrittzählung. Per Smartphone oder Wearable durchgeführt, zeigt sich sehr deutlich, welche Wege in welcher Zeit an einem Labortag zurückgelegt werden. Messungen ergaben mitunter bis zu sieben Kilometer – das entspricht einer reinen Laufzeit von rund einer Stunde. Durch eine Umstrukturierung des Arbeitsbereiches lassen sich oft schon Wege verkürzen, dadurch Zeit einsparen und die mögliche Gefahr von Kontaminationen der Proben minimieren. Digitalisierung und Weiterbildung der Mitarbeiter sind weitere Möglichkeiten, den Arbeitsprozess zu verschlanken.

Biotechnica-Forum als Anziehungspunkt 
Die parallel zur Labvolution stattfindende Biotechnica mit Biotechnica-Forum bietet ein abwechslungsreiches Programm von Big Data über Pflanzenbiotechnologie bis hin zu neuen Karrierechancen. Sämtliche Programmpunkte entstanden in enger Partnerschaft mit Institutionen und Verbänden aus dem Umfeld der Biotechnologie und den Life Sciences.

Den Vormittag des ersten Messetages im Biotechnica-Forum gestaltet PhotonicNet, das Innovationsnetz für optische Technologien in Niedersachsen. In Kurzvorträgen werden verschiedene Ansätze und Anwendungen vorgestellt. Dazu gehören unter anderem die Optogenetik oder die Laser-Mikrotomie. Das LSR-Spotlight-Forum präsentiert täglich von 12 bis 14 Uhr die Innovationskraft der Life-Sciences-Branche. Am 16. Mai werden die neuesten Entwicklungen in der Bioinformatik präsentiert, gefolgt von wissenschaftlichen Einsichten in Alternativen zu Tierversuchen, die mithilfe von 3D-Zellkulturen oder LuSens Assays möglich sind. Darüber hinaus stellen Vertreter von Cegat neue Ansätze vor, die darauf abzielen, den Alterungsprozess auf molekulargenetischer Ebene zu enträtseln und damit neue Therapien gegen Alterserkrankungen zu entwickeln. Abgeschlossen wird das LSR Spotlight Forum mit dem Beitrag der Life-Sciences-Industrie zur Bekämpfung von weltweiten Infektionskrankheiten.

Der Nachmittag am ersten Messetag steht ganz im Zeichen von Big Data und Digitalisierung. Organisator dieses Parts im Biotechnica-Forum ist BIO Deutschland. Anhand praktischer Beispiele aus Unternehmen geht es etwa um die Frage, welche technischen Standards und Geräte im Einsatz sind, über welche Schnittstellen kommuniziert wird, welche Potenziale die Analyse großer heterogener Datenmengen bietet, aber auch, an welcher Stelle der Papierausdruck im Laborumfeld noch unersetzlich erscheint.

Jobs und Weiterbildung
Am letzten Messetag gestalten Karrierepartner mit Weiterbildungs-Angeboten in der Biotechnologie und Chemie das Programm. Auf dem Online-Karriereportal jobvector.de zum Beispiel finden Naturwissenschaftler und Ingenieure über 1200 Jobs von zahlreichen Arbeitgebern – vom mittelständischen Unternehmen bis hin zum Global Player. 

Ein weiterer Partner im Karriereteil am Messedonnerstag ist academics, eine Tochter des Zeit-Verlags und des Magazins Forschung & Lehre. Auf dem eigenen Stand präsentiert academics sein Stellen- und Beratungsangebot. Neben der Beantwortung von individuellen Fragen zur Karriere wird academics am 18. Mai auch einen kostenlosen Bewerbungsmappencheck anbieten. Die Unterlagen müssen vorab an bewerbungsmappencheck@ academics.de geschickt werden. Im Biotechnica-Forum hält academics Vorträge zu geeigneten Herangehensweisen bei der eigenen Karriereplanung, zu Bewerbungstipps und alternativen Tätigkeitsfeldern für Lebens- und Naturwissenschaftler.

Dreizehn Partner – eine Vision
Für das Projekt smartLab haben sich Wissenschaftler und Unternehmen zusammengetan, um gemeinsam eine Vision des Labors der Zukunft zu entwickeln. Das voll funktionsfähige Musterlabor erlebt auf der Messe seine zweite Auflage. Beim smartLab steht im Mittelpunkt, wie das Labor denken und kommunizieren lernt. Dabei vereint es Anwendungen, die bereits marktreif sind, mit langfristigen Visionen. Dies sind die Partner des smartLab 2017: 

Eppendorf: Das Unternehmen stellt für die einzelnen im smartLab gezeigten Use-Cases Geräte, Pipetten und Verbrauchsartikel bereit und unterstützt bei der Integration dieser Produkte. „Das smartLab gibt uns als Unternehmen die Möglichkeit, im Verbund mit anderen eine Vision der Laborzukunft aufzuzeigen“, sagt Dr. Tanja Musiol, Projektleiterin Portfoliomanagement Marketing bei Eppendorf. „Der Austausch untereinander und mit den Kunden vor Ort gibt uns auf der anderen Seite wichtige Impulse für zukünftige Projekte.“ 

Fraunhofer IPA: Partner des smartLab ist außerdem das Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. Dort befassen sich die Mitarbeiter mit der Umsetzung der für Labore relevanten Digitalisierungstrends für das Labor der Zukunft. Ein wichtiger Forschungsschwerpunkt dabei ist die digitale Vernetzung der Laborgeräte. Kommunikationsstandards, wie der vom IPA mitentwickelte SiLA-Standard spielen hier eine wichtige Rolle. Für das Labor der Zukunft arbeitet das Fraunhofer IPA an der Entwicklung eines Labor-Ökosystems, bestehend aus einem Gerätebetriebssystem, einer App-Entwicklungsplattform und einem App-Store für Laborgeräte.

Herr M: Als kreativer Partner des smartLab 2017 beleuchtet das Unternehmen, wie die komplexen Stränge der digitalen Datenverarbeitung und Datenbereitstellung mit der physischen Welt des Laboranten verschmol-zen werden. Um dieses Ziel sicherzustellen, gestaltet Herr M neue Arbeitsabläufe im Labor nach Kriterien der Benutzerpsychologie, Ergonomie und Interaktion. 

iTiZZiMO: Neue, im Laborumfeld bisher nicht genutzte mobile Endgeräte wie Smartphones, Tablets oder Smartglasses integriert iTiZZiMO im Rahmen des smartLab in digitale Arbeitsabläufe. Die Datenbrille fungiert dabei einerseits als Schutzbrille, liefert andererseits Hinweise zu Arbeitsschritten und blendet Informationen zu Prozessen oder Warnhinweise beim Gebrauch gefährlicher Chemikalien ein. Tablet und Smartphones dienen als digitale Laborbücher und können direkt mit LIMS verbunden werden. Die Dokumentation entsteht komfortabel nebenbei ohne weiteren Zeitaufwand.

Köttermann: Flexibilität und Platz – das sind die Themen, um die sich Köttermann im smartLab kümmert. Das Unternehmen hat bewegliche Einrichtungseinheiten entwickelt. Diese Module in hexagonaler Form, basieren auf dem Ballroom-Konzept: Bei dieser aus der Reinraumtechnik stammenden Gestaltungsweise der Laborräume steht eine flexible Anordnung von Einrichtungen und Apparaturen im Vordergrund. Geräte sind dabei oft in Möbel integriert. Die mobilen Waben lassen sich jederzeit leicht neu anordnen, bilden platzsparende Inseln und ermöglichen das „Einhausen“ von unterschiedlicher Technik. Beispiele sind hier Magnet-Rührer, die in der Oberfläche integriert sind, oder Regaleinheiten, die in der Oberfläche versenkt werden können. 

labfolder: „Das smartLab hat 2015 gezeigt, welches Interesse in Forschung und Entwicklung für eine Digitalisierung des Laborumfelds besteht“, sagt Dr. Simon Bungers, Gründer und CEO von Labfolder sowie Sprecher der smartLab Gruppe 2017. Der Beitrag von labfolder ist eine Software-Lösung zum Design, zur Abbildung und zur Automatisierung von Laborprozessen. Der Laborprozess visualisiert die Schau-Experimente sowie die dahinterliegende Datenstruktur ähnlich wie in einem Flow-Chart. Über die „Protocol Designer App“ werden die Ergebnisse des Prozesses direkt in das elektronische Laborbuch (ELN) von labfolder geschrieben. Trotz dieser zentralen Rolle für den gesamten Laborprozess ist labfolder nicht als monolithische Mainframe-Lösung konzipiert, sondern ermöglicht es allen teilnehmenden Partnern, selber Apps zu erstellen, um sie dann über Schnittstellen dem Protocol Designer zur Verfügung zu stellen.

Lorenscheit: Die Firma Lorenscheit ist im Bereich Prozessautomatisierung tätig und berät in Sachen smarte Fertigung. Das Unternehmen ist spezialisiert auf Lösungen für die Bereiche Werkstückhandling, optische Bauteilerkennung, Signieren und Messtechnik. Zum smartLab trägt die Lorenscheit Automatisierungs-Technik den Roboterarm bei. Die Roboter von Universal Robots arbeiten kollaborierend, also Hand in Hand mit ihren menschlichen Kollegen. 

Lupyled: Erstmals auf der Labvolution mit dabei ist das auf Beleuchtung und Sensorik spezialisierte Unternehmen Lupyled. Dieses hat eine flächige Beleuchtung entwickelt, mit deren Hilfe verschiedenste Lichtszenarien dargestellt werden können. Die Wellenlängen reichen von 390...660 nm. Lupyled unterstützt das smartLab-Projekt von der Beleuchtung über die Behandlung verschiedenster Stoffe durch Verwendung spezieller Wellenlängen bis hin zur Sensorsteuerung. Die dazugehörige App des Unternehmens kann nach einer entsprechenden Anpassung die Beleuchtung sowie die Sensorik steuern und auswerten. 

PreSens: Im smartLab 2017 wird das Unternehmen PreSens nicht-invasive Sensoren in funktionalisierte Oberflächen integrieren. Im Use Case Bioreaktor Inokulation stellt das SFR vario die Biomassekonzentration, pH und Ozur Verfügung. Besonderes Augenmerk wird darauf gerichtet, wie die Ergebnisse aus der berührungsfreien Messung optimal mit anderen Analysendaten zusammengeführt werden können und wie unkompliziert die Messtechnik auf jedem Labortisch zu integrieren ist. Außerdem werden erste Ergebnisse aus der Arbeitsgruppe „smartLab“ zu einer neuen Sensorik für die Bioprozessentwicklung zu sehen sein. 

Sartorius: „Wenn wir Offenheit und Austausch mit unserer technologischen Kompetenz kombinieren, generieren wir Innovationen, die etwas bewegen und wegweisend für das Labor der Zukunft sein können“, sagt Michael Melingo, Mitglied des Group Executive Committee und Leiter der Laborsparte von Sartorius. „Folglich möchten wir das smartLab nicht nur mit Sartorius-Produkten unterstützen, sondern auch unser Know-how einbringen, wenn es um neue Lösungen für das Labor geht.“ Davon sollen neben dem akademischen Sektor auch die Labore verschiedener Industriebranchen profitieren.

Schmidt + Haensch: Ein weiterer Partner des smartLab ist Schmidt + Haensch, ein Unternehmen aus dem Bereich der optischen Messtechnik. Das Produktprogramm umfasst vor allem Polarimeter, Refraktometer, Photometer, Dichtemessgeräte und Prozessanalysensysteme für die Lebensmittel-, pharmazeutische und chemische Industrie. Etwa 15 % des Umsatzes werden jährlich in Forschung und Entwicklung für neue Geräte und Methoden investiert.

TCI: Das Institut für Technische Chemie der Leibniz Universität in Hannover (TCI) nimmt seit Beginn des Projektes smartLab die federführende Rolle bei Entwicklung, Koordination und Umsetzung ein. „Für uns ist das smartLab eine Chance, die dringend benötigte Modernisierung der Laborinfrastruktur mitzugestalten und zielführend zu entwickeln“, sagt Dr. Sascha Beutel, Arbeitsgruppenleiter am TCI. Die Kernkompetenz des TCI liegt in der Entwicklung anwendungsbezogener Produkte und Prozesse, wobei der Schwerpunkt in der Bioprozesstechnik liegt. 

Zühlke: Basis für ein smartLab sind die flexible Vernetzung verschiedener Systeme sowie die Speicherung, Strukturierung und Auswertung von unterschiedlichen Ausgangsdaten. Die Firma Zühlke hat für das smartLab 2017 den eigenen „Industrie 4.0 Accelerator“ für Anwendungen im Labor adaptiert und erweitert. Der Industrie 4.0 Accelerator von Zühlke ist ein Modulbaukasten, der vorgefertigte Funktionen zur Kommunikation, Datenspeicherung und Verwaltung der verbundenen Geräte enthält. Er bietet Lösungselemente auf allen Ebenen der Anwendungsentwicklung für die Digitalisierung im Labor.

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige
Anzeige

Effizienz und Leistung

Die neue Pioneer mit vielen Funktionen zum intelligenten Betrieb in Ihrem Labor. Mit antistatischem Stab zur Erdung. Weitere Informationen über die Waagen Pioneer PX

 

mehr...
Anzeige

Krebszell-Kultivierung

Zellen in der dritten Dimension

Mit den realen Strukturen und Wachstumsbedingungen in Geweben und Organen haben 2D-Kulturen wenig gemeinsam. 3D-Zellkulturen umgehen die Limitationen. Sie können zuverlässig, streng kontrolliert und einfach skalierbar im Biorektor kultiviert werden. 

mehr...