Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

MEDTEC Europe 2012 - Vollautomatisches »Labor der Zukunft«

29.02.2012
Biomedizinische Labore müssen sicher, ergonomisch und flexibel sein.

Gleichzeitig sollen sie einen hohen Probendurchsatz ermöglichen und alle Arbeitsschritte zuverlässig dokumentieren. Fraunhofer-Forscher arbeiten deshalb am Labor der Zukunft, in dem die Probenbearbeitung vollautomatisch abläuft. Wie gut das Konzept funktioniert, zeigen die Wissenschaftler während der Messe MEDTEC Europe in Stuttgart vom 13. bis 15. März.


In modernen Laboren müssen Automatisierung und manuelle Handhabung Hand in Hand gehen: Ein Rack mit Reagenzien wird vor dem Einbringen in ein automatisiertes Zellkultursystem geprüft. © Fraunhofer IBMT

Wer heute beim Arzt eine Blutprobe abgibt, muss in der Regel ein paar Tage auf den Befund warten. Gerade wenn es um kritische Dinge geht wie eine mögliche HIV-Infektion, dann bedeutet das für den Betroffenen oft Warten in Ungewissheit. Dass eine Laboranalyse länger dauert, liegt nicht zuletzt an der aufwändigen Dokumentation. Über jede Probe muss akribisch Protokoll geführt werden. Patientendaten, Messergebnisse, Messverfahren, all das müssen Laboranten im Detail aufschreiben. Das kostet Zeit und ist fehleranfällig. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT in St. Ingbert entwickeln deshalb mit Förderung durch das saarländische Ministerium für Wirtschaft und Wissenschaft das »Labor der Zukunft«, in dem die Untersuchungen und vor allem auch die Dokumentation der Proben vollautomatisch abläuft (www.labor-der-zukunft.com).

Proben werden automatisch erfasst
Dafür ist ein ganzes Bündel an technischen Neuerungen nötig, die die IBMT-Experten gemeinsam mit Hochschulen und mittelständischen Unternehmen konzipiert haben. Ein zentraler Baustein ist die automatische Erfassung der Proben. In die Probenröhrchen aus Kunststoff werden dazu kleine Mikrochips eingeschmolzen, die alle Informationen wie etwa das Datum, die Herkunft oder den Namen des Patienten spei-chern. Früher wurden diese Röhrchen per Hand beschriftet, seit einiger Zeit steckt die Information in einem Barcode, der eingescannt werden kann. Doch für eine vollautomatische Anlage reicht das nicht. Denn die Information auf einem Barcode lässt sich nicht verändern. Anders der Mikrochip. Steckt man das Röhrchen in die Analysegeräte, wird auf dem Chip automatisch mitgeschrieben, was wann gemacht wurde. Damit enthält das Röhrchen selbst eine lückenlose Historie, ohne dass der Laborant mühsam ein schriftliches Protokoll führen muss. »Für gewöhnlich wird die Probe von einem Protokollzettel begleitet«, sagt IBMT-Projektleiter Daniel Schmitt. In anderen Fällen kündigt man die Probe mitsamt aller Informationen per Email an. »Mit dem Chip aber sind Probe und Information unmittelbar verbunden. Nichts kann verloren gehen.«

Inzwischen haben die IBMT-Forscher den Chip mit einer winzigen Datenantenne kombiniert, einem über Funk ansprechbaren RFID-Bauteil. Gerade bei biologischen Proben ist das ein großer Vorteil. Diese werden in Stahlbehältern mit eiskaltem Stickstoff gelagert, die man ungern öffnet, weil dann Wärme und Feuchtigkeit eindringen. Dank der Mikrochips kann man jederzeit von außen abfragen, welche Proben sich gerade in einem Behälter befinden – eine Inventur durch den Stahlmantel.

Neue Software steuert Abläufe
Manche Blutproben reisen weit. HIV-infizierte Blutproben aus Afrika etwa, die in Forschungslabors für die AIDS-Forschung benötigt werden. »Da ist eine automatische Datenspeicherung sehr hilfreich«, sagt Schmitt. Natürlich gehört zum automatischen Labor auch eine Software, die die Abläufe steuert, das Labormanagementsystem LabOS, das die Forscher am IBMT zusammen mit der Soventec GmbH entwickelt haben. Sobald ein Probenröhrchen in eine Lesestation gesteckt wird, zeigt LabOS auf einem Bildschirm die Daten an, ferner die Historie und die nächsten Schritte, die zu tun sind. Ganz ohne Zettelwirtschaft.
Übers Internet auf Laborgeräte zugreifen
Noch müssen die Laboranten die Geräte selber steuern. Doch auch das soll künftig automatisiert ablaufen. Zu diesem Zweck wurde am IBMT in Kooperation mit der Technischen Universität Braunschweig ein Netzwerk-System entwickelt, das alle Geräte mit einer Zentrale verbindet. Dieses »smallCAN«-Bus-System, das der Vernetzung von Steuergeräten in Autos nachempfunden ist, macht es sogar möglich, via Internet auf einzelne Laborgeräte zuzugreifen. »Mit smallCAN und LabOS kann das Labor beinahe autark arbeiten und die Testabläufe automatisch abspulen«, sagt Schmitt. Das reduziert den Aufwand für die Dokumentation erheblich. Statt viel Zeit mit dem Ausfüllen von Protokollformularen zu verbringen, können sich die Laboranten dann auf die eigentliche Arbeit konzentrieren, das Umsetzen oder Vorbereiten der Probengefäße zum Beispiel. Damit kann ein Labor den Probendurchsatz und die Qualität der Ergebnisse deutlich erhöhen.

Wie gut die Technik zusammenspielt, zeigen die Kooperationspartner seit geraumer Zeit mit einem Lkw, der als mobiles Labor durch Südafrika fährt. Hier liegt der Schwerpunkt auf der AIDS- und Tuberkulose-Diagnostik. »Über die zentrale Steuerung können wir sogar die Daten des Lkw abfragen, die aktuelle Temperatur im Labor zum Beispiel«, sagt Schmitt. Dass die Technik auch in herkömmlichen Laboren funktioniert, steht für ihn außer Frage. »Wenn man es geschafft hat, eine solche Anlage auf kleinstem Raum in einer mobilen Applikation zu realisieren, ist ein gewöhnliches Labor ein Kinderspiel.« Während der MEDTEC Europe vom 13. Bis 15. März in Stuttgart (Halle 6/Stand 6211) werden Schmitt und seine Kollegen die Software LabOS, den smallCAN und ein Modell des Lkw präsentieren.

Daniel Schmitt | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2012/februar/vollautomatisches-labor-der-zukunft.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018
22.05.2018 | Laser Zentrum Hannover e.V.

nachricht Achema 2018: Neues Kamerasystem überwacht Destillation und hilft beim Energiesparen
22.05.2018 | Technische Universität Kaiserslautern

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kosmische Ravioli und Spätzle

Die inneren Monde des Saturns sehen aus wie riesige Ravioli und Spätzle. Das enthüllten Bilder der Raumsonde Cassini. Nun konnten Forscher der Universität Bern erstmals zeigen, wie diese Monde entstanden sind. Die eigenartigen Formen sind eine natürliche Folge von Zusammenstössen zwischen kleinen Monden ähnlicher Grösse, wie Computersimulationen demonstrieren.

Als Martin Rubin, Astrophysiker an der Universität Bern, die Bilder der Saturnmonde Pan und Atlas im Internet sah, war er verblüfft. Die Nahaufnahmen der...

Im Focus: Self-illuminating pixels for a new display generation

There are videos on the internet that can make one marvel at technology. For example, a smartphone is casually bent around the arm or a thin-film display is rolled in all directions and with almost every diameter. From the user's point of view, this looks fantastic. From a professional point of view, however, the question arises: Is that already possible?

At Display Week 2018, scientists from the Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP will be demonstrating today’s technological possibilities and...

Im Focus: Raumschrott im Fokus

Das Astronomische Institut der Universität Bern (AIUB) hat sein Observatorium in Zimmerwald um zwei zusätzliche Kuppelbauten erweitert sowie eine Kuppel erneuert. Damit stehen nun sechs vollautomatisierte Teleskope zur Himmelsüberwachung zur Verfügung – insbesondere zur Detektion und Katalogisierung von Raumschrott. Unter dem Namen «Swiss Optical Ground Station and Geodynamics Observatory» erhält die Forschungsstation damit eine noch grössere internationale Bedeutung.

Am Nachmittag des 10. Februars 2009 stiess über Sibirien in einer Höhe von rund 800 Kilometern der aktive Telefoniesatellit Iridium 33 mit dem ausgedienten...

Im Focus: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Quantenverschränkung auf den Kopf gestellt

22.05.2018 | Physik Astronomie

„Spukhafte Fernwirkung“ im Physik-Gebäude: Forscher entwickeln Baustein für Quanten-Repeater

22.05.2018 | Physik Astronomie

Selbstleuchtende Pixel für eine neue Display-Generation

22.05.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics