Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vollautomatisches „Labor der Zukunft“

13.03.2012
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 Forscher während der Messe MEDTEC Europe in Stuttgart vom 13. bis 15. März.

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 aufwendigen 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 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.

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 speichern. 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 Firma Soventec entwickelt haben. Sobald ein Probenröhrchen in eine Lesestation gesteckt wird, zeigt LabOS auf einem Bildschirm die Daten an, ferner die Historie und die nächsten Schritten, die zu tun sind. Ganz ohne Zettelwirtschaft.

Übers Internet auf Laborgerät zugreifen

Noch müssen die Laboranten die Geräte selber steuern. Doch auch dass 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 Labors 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.

Stand-Nummer: 6211 / Halle: 6


Weitere Informationen
Healthcare-Saarland
Pressearbeit
Barbara Hartmann
Mail: b.h.hartmann@web.de
Tel.: 06894-5906582

Barbara Hartmann | Healthcare-Saarland
Weitere Informationen:
http://www.ibmt.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht COMPAMED 2016 vernetzte medizinische Systeme und Menschen
23.11.2016 | IVAM Fachverband für Mikrotechnik

nachricht Kompakter und individuell einstellbarer Schutz für alle Anwendungen
18.11.2016 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie