Nr. 3/2018 – 19. Jahrgang
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Modularaufbau ist Trumpf Dr. Martin Laqua, Redaktion LABORWELT
Abb.: Siemens Healthineers
Kostendruck und Fachkräftemangel sind zwei Faktoren, die in den kommenden Jahren die Automatisierung in den Life Sciences befeuern werden. Das Thema ist mittlerweile nicht mehr nur für die großen Anbieter von Bedeutung. Auch kleine und mittlere Unternehmen haben erkannt, dass die Zeit der Insellösungen abgelaufen ist. „Viele Leute kennen sich mit Biologie aus und viele kennen sich mit Robotik aus“, sagte unlängst Peter Harris. „Aber nur wenige sind in der Schnittmenge der beiden Gebiete zu Hause.“ Der Chef des US-Unternehmens Highres Biosolutions stellte für sein modulares Laborautomationssystem Anfang des Jahres ein neues Liquid-Handling-Modul vor. Das Prime-Modul ist anders als Geräte anderer Hersteller vertikal aufgebaut, da laut Harris Laborfläche kostbar sei. Die 2004 gegründete Firma hat noch viel vor. So seien im Forschungslabor Chromatographie, Massenspektroskopie, Chemie und Zellkultur alles Bereiche, in denen es derzeit nur wenige Automatisierungstechnologien auf dem Markt gebe und die Nachfrage groß sei. Auch in Deutschland sind die Chancen der Laborautomation längst erkannt. Der Ansatz ist freilich ein anderer als in den USA. Beim Projekt „Labor 4.0 – intelligente Digitalisierung und Automatisierung für KMU am Bodensee“ versucht die lokale Life-Sciences-Netzwerkagentur Biolago, das Thema voranzubringen. Mit mehr als 200.000 Arbeitsplätzen ist die Gesundheitsindustrie eine Kernbranche der Bodenseeregion. Viele kleine und mittlere Unternehmen aus den Hightech-Bereichen
Diagnostik, Pharma, Biotechnologie und Medizintechnik sind dort angesiedelt. Ende April war Projektstart mit einer kleinen Veranstaltung. Ziel ist, so Biolago, den Wissenstransfer und den Erfahrungsaustausch von Laborunternehmen zu fördern. Dass deutsche Unternehmen Großes leisten können, konnten die Teilnehmer vor Ort in Konstanz in den Räumen des Labors Dr. Brunner begutachten. In dem Diagnostiklabor läuft seit kurzer Zeit das neue Probenbearbeitungssystem Atellica der Siemens Healthineers AG (vgl. |transkript 6/18).
Vorreiter der Laborautomation werden Doch die großen und umfassenden Angebote der Konzerne treffen nicht immer Bedarf und Budget der KMU. „Mittelständische Betriebe haben es oft schwer, geeignete Geräte und IT-Systeme zu finden, die den individuellen Bedürfnissen in der Gesundheitsindustrie gerecht werden“, sagte Martin Winter vom Lab Automation Network auf der Veranstaltung. Referent Patrick Courtney, Board-Mitglied des SiLA (Standards in Laboratory Automation)Konsortiums und Geschäftsführer des regional verankerten Beratungshauses Tec-connection,
Probenbeschickung des Atellica-Systems pflichtete ihm bei: „Die Unternehmen in der Bodenseeregion erhalten durch das BiolagoProjekt Zugang zu modernen Technologien und können zum Vorreiter in der Laborautomation werden.“ Auch Manfred Lorenz, Geschäftsführer der Nevolab GmbH hat große Hoffnungen: „Als regionaler Anbieter moderner Lösungen zur Probenverarbeitung im Labor hilft mir das Projekt, in direkten Kontakt mit Anwendern zu kommen und deren Bedürfnisse besser zu verstehen.“ Viele Experten erwarten, dass modular aufgebauten Systemen wie dem von Highres Biosolutions die Zukunft gehört. Solche Systeme können allmählich den Erfordernissen angepasst werden und wachsen mit dem Unternehmen mit. Wenn ein System von einem Hersteller kommt, kann es mit einer hohen Interoperabilität punkten. Schließen sich mehrere Anbieter in einem Verbund zusammen ist hingegen die Angebotsvielfalt höher. Der Knackpunkt ist, dass die Geräte miteinander kompatibel und kombinierbar sind.
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Laborautomation Bio-IT
Mehr Effizienz im Labor durch skalierbare Middleware Alexander Brendel, infoteam Software AG, Bubenreuth Hoher Durchsatz und jederzeit reproduzierbare Ergebnisse: Moderne Laborbetreiber sehen sich mit signifikant gestiegenen Ansprüchen konfrontiert. Die Automatisierung sowohl der Abläufe als auch des Datenhandlings sind hier der Schlüssel zum Erfolg. Entscheidend dabei: Die Integration und Steuerung der Laborgeräte sowie der Zugang zu validen Prozess- und Messdaten. Um dies je nach Laboranspruch effizient zu gestalten, bietet sich in vielen Fällen der Einsatz einer skalierbaren Middleware an. Mit ihr lassen sich Geräte einzeln oder im Verbund ansteuern und an höhere IT-Systeme (z. B. LIMS) anbinden. Zudem kann sie in Echtzeit aus heterogenen Quellen valide Daten für Analysen bereitstellen. Wie lassen sich die Abläufe im Labor effizienter gestalten und gleichzeitig eine leicht nutzbare Datenbasis auf höherer IT-Ebene schaffen? Im modernen Laborumfeld mit hohen Ansprüchen an flexible Prozessmodellierung und Datenverarbeitung bietet eine skalierbare Middleware häufig die Antwort auf diese zentralen Fragen. Mittels Plug-inArchitektur lässt sich die Middleware effizient an die jeweiligen Anforderungen im Labor anpassen und stellt dann die Verbindung zwischen Labor- und Managementebene her. So erhält der Labormanager Zugriff auf Laborgeräte, Prozessabläufe und gesammelte Daten – ohne den Umweg über das LIMS. Die Ansteuerung vorhandener Laborgeräte sowie die Integration weiterer Geräte ist dadurch
effizienter möglich. Gleichzeitig werden die Daten von verschiedenen Laborgeräten über die Middleware gesammelt und in einem einheitlichen Standardformat abgelegt. Dies erleichtert die Datenverarbeitung innerhalb des Labors sowie die Bereitstellung valider Daten auf Managementebene. Das vermeidet eine redundante Datenhaltung.
Middleware in der Praxis Wie sich eine Middleware in der Praxis bewährt, zeigen zahlreiche Beispiele. Eines davon ist die Laborplattform PetriJet, die zur Automatisierung wiederkehrender Arbeitsschritte (z. B. visuelle Bewertung, Subkultivierung)
genutzt wird. Sie ist besonders interessant für die Qualitätssicherung, z. B. in lebensmittelverarbeitenden Betrieben, und für Routinelabore, etwa im Trinkwasserbereich. Ein innovatives System zur Vereinzelung ermöglicht dabei die Bearbeitung auch verschlossener Petrischalen. Zudem ist ein Austausch der Bearbeitungsstation je nach Analyseszenario realisierbar. Die softwareseitige Herausforderung: Bislang erfolgte die Verarbeitung und Klassifizierung der Proben auf dem Laborgerät. Für die Validierung wurden jedoch sämtliche Aufnahmen über eine SiLA2-Schnittstelle an das LIMS weitergegeben. Das Problem: Auch nicht validierte Daten befanden sich so im LIMS und die Bereinigung erforderte größeren Aufwand. Des Weiteren musste das Retesting manuell angestoßen werden. Zudem war die Einflussnahme auf Laborebene nicht gegeben. Durch den Einsatz einer Middleware-Lösung erfolgt die Validierung der Messdaten nun direkt am Laborarbeitsplatz. Nachprüfungen werden durch die Middleware automatisch angestoßen, ein manueller Start über das LIMS entfällt. Weitere Vorteile sind unter anderem eine direkte Einflussnahme auf den Prüfprozess durch den Labormanager und die nahtlose Dokumentation sämtlicher Prüfvorgänge. Während die PetriJet-Plattform schwerpunktmäßig für den Einsatz in kleineren und mittleren Laboren gedacht ist, entwickeln auch größere Hersteller derzeit flexible Gerätelösungen, um zukünftig den steigenden Anforderungen an Performance und Effizienz im Laborumfeld gerecht zu werden. Diese basieren ebenfalls auf einem modernen Bottomup-Ansatz, an dessen Umsetzung Middleware einen maßgeblichen Anteil hat. Auch hier ist das Ziel, Geräte direkt auf Laborebene flexibel in bestehende Netzwerke und damit verbundene Prozesse integrieren zu können – ähnlich dem Ansatz von Plug-and-Play. Die Integration erfolgt dabei direkt über die Middleware, so dass das LIMS ohne kostenintensive Anpassungen auf neu hinzugefügte Geräte und deren Daten zugreifen kann. Die Praxis zeigt also: Middleware unterstützt die Laboreffizienz durch horizontale und vertikale Integration, bietet besondere Flexibilität bereits auf Laborebene und stellt eine valide Datenbasis sicher.
Einsatz von Middleware zur Steuerung von Laborgeräten (hier am Beispiel von PetriJet) und Anbindung an höhere IT-Systeme (zum Beispiel LIMS)
infoteam Software AG Am Bauhof 9 91088 Bubenreuth Tel.: +49 (0)9131 7800-0 Fax: +49 (0)9131 7800-50 info@infoteam.de www.infoteam.de
Abb.: Infoteam Software AG
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Laborautomation SPE
Festphasenextraktion aus einer Hand Dr. Manuel Bauer, Market Manager, Tecan Die Routineanalytik mittels Massenspektrometrie (MS) ist heute in einer Vielzahl von Sektoren üblich, darunter Toxikologie, Arzneimittelforschung, Forensik und Labormedizin. Die wachsende Zahl an Proben stellt die Labors jedoch vor die Herausforderung der Automatisierung, die nicht bei allen präanalytischen Aufbereitungsmethoden gleich einfach zu lösen ist. Außerdem bietet nicht jede Methode immer ausreichende Selektivität für komplexere Proben und kann, je nach Arbeitsaufwand, einen erheblichen Engpass verursachen. Um diese Probleme zu lösen, haben sich viele Labore für die Festphasenextraktionstechniken (Solid Phase Extraction, SPE) entschieden, die nicht nur einen zeit- und kosteneffizienteren Ansatz zur Probenreinigung darstellen, sondern auch automatisierungsfreundlicher sind und dazu beitragen, den Durchsatz zu erhöhen und die Reproduzierbarkeit zu verbessern. Die meisten Anbieter für SPE-Probenvorbereitungslösungen bieten jedoch lediglich die für die Extraktion erforderlichen Chemikalien und Verbrauchsmaterialien an. Dabei wird außer Acht gelassen, wie die Aufreinigung im Laborworkflow praktisch umgesetzt werden kann oder wie sich die unterschiedlichen Parameter der Probenverarbeitung auf die nachgeschalteten Analyseergebnisse auswirken. Tecan bietet nun die Möglichkeit, sowohl die Extraktionsmaterialien als auch die darauf abgestimmten Überdruckprozessoren aus einer Hand zu beziehen. Tecan kann durch das Verständnis für diese Synergie zwischen
effizienten Arbeitsabläufen und sauberen Analyseergebnissen eine breite Palette von Lösungen anbieten, die proprietäre SPEVerbrauchsmaterialien mit leistungsfähigen Druckluftprozessoren zu kombinieren.
Überdruckprozessoren Dieser anwendungsorientierte Ansatz ist einzigartig auf dem Markt und bietet den Kunden einen One-Stop-Shop, der von der Probenannahme über die Probenaufbereitung bis zum Transfer der Probenparameter an das Massenspektrometer alles aus einer Hand bietet. Tecan verfügt über zwei dedizierte Labore in Kalifornien und in Hamburg mit einem Team von Anwendungswissenschaftlern – einer Mischung aus Automatisierungsspezialisten, Chemikern und Massenspektrometrieexperten –, die direkt mit Kunden zusammenarbeiten, um sie bei der Anpassung der Lösungen an die
genauen Laborworkflow-Anforderungen zu unterstützen. Auch wenn es für einen Kunden möglich sein mag, viele dieser Arbeiten selbst auszuführen, kann das tiefe Verständnis der Prozesse einen großen Unterschied ausmachen – vorausgesetzt, die letzten fünf Prozent helfen dem Kunden, eine zuverlässige, qualitativ hochwertige Probenvorbereitung und reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.
Gleichmäßiger Fluss Die Festphasenextraktion mit Überdruckprozessoren hat gegenüber der herkömmlichen vakuumbasierten Aufreinigung zahlreiche Vorteile. Der positive Druck sorgt für einen gleichmäßigen Durchfluss über eine Reihe von Säulen. In Verbindung mit einer elektronischen Durchflussregelung ermöglicht er, perfekt reproduzierbare Strömungsprofile in Methoden einzubetten. Strömungsbegrenzer in jeder Öffnung des Druckkopfes bieten zwei wesentliche Vorteile: Zum einen wird die eingesetzte Gasmenge im Vergleich zu einem System ohne Inhibitoren minimiert und zum anderen bleibt der Druck in den Säulen, die Flüssigkeit enthalten, im Vergleich zu den leeren oder trockenen Säulen hoch.
Einfache Bedienung Neben den manuellen Prozessoren bietet Tecan auch semiautomatisierte Versionen an, welche einen großen Teil der Probenaufbereitung ohne Intervention übernehmen können. Die Druckprofile sind einfach über einen Touchscreen zu programmieren und garantieren eine hohe Reproduzierbarkeit. Der integrierte Flüssigkeitsdispenser erlaubt, Wasch- und Elutionspuffer in die SPE-Säulen zu dispensieren, und ermöglicht somit eine semiautomatisierte Aufreinigung und daher Ergebnisse, die nicht vom individuellen Nutzer abhängig sind.
SPEware-Säulen haben eine einzigartige laminare Konstruktion, die den Einsatz von mikropartikulären Sorbentien mit Partikelgrößen von 20µm und kleiner ermöglicht. Kleinere Partikel in der SPE bieten zahlreiche Vorteile, insbesondere engere Elutionsbänder (reduzierte Elutionsvolumina), robustere Methoden bei schnelleren Durchflussraten und höheren Abscheideleistungen. Der Einsatz von wasserbenetzbaren Sorbentien aus Polymeren reduziert oder eliminiert SPE-Konditionierungsund Äquilibrierungs schritte und spart dadurch Zeit, Reagenzien und Arbeitskosten.
Abb.: Tecan
Die „schlauere“ Festphasenextraktion
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Nachrichten Laborautomation
Pipettier-Roboter
Histologie
Abb.: Andrew Alliance
13,9 Mio. CHF für Miniroboter-Entwickler Bessere Kontrollen Das Genfer Start-up Andrew Alliance erhält über eine Serie C-Finanzierung 13,9 Mio. CHF. Zu den Investoren gehören große Laborausrüster wie Waters und Tecan, die offenbar Gefallen an dem Robotiksystem von Andrew Alliance gefunden haben. Dessen Alleinstellungsmerkmal: Sie funktionieren mit handelsüblichen Pipetten. Andrew Alliance S.A. will mit seinen Minirobotern helfen, die Reproduzierbarkeit von Ergebnissen kleinerer Experimente zu verbessern. Nach eigenen Angaben stehen Geräte bereits bei 18 der Top-20-Pharmaunternehmen, bei den Top-4-Diagnostikfirmen und bei 16 der Top-20 der weltweit führenden akademischen Forschungseinrichtungen im Labor. Andrew Alliance wird das Geld für die Produktweiterentwicklung und zum Aufbau strategischer Industriepartnerschaften einsetzen. „Die Nachfrage nach besserer Datenreproduzierbarkeit steigt weiter”, sagt Otello Stampacchia, Geschäftsführer und Gründer von Omega Funds, einem der frühen Investoren von Andrew Alliance. Neben dem Omega Funds beteiligten sich die Tecan Group, die
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Labor-Pipettierroboter von Andrew Alliance Waters Corp., Inpeco, Rancilio Cube und der Sam Eletr Trust an der Serie C-Runde über 13,9 Mio. CHF (14 Mio. US-Dollar). „Die erschwinglichen Tischroboter von Andrew Alliance mit konventionellen Pipetten sind ein neuer und zu den Workstations von Tecan komplementärer Ansatz, der den Kunden hilft, eine Vielzahl von Laborabläufen in der Forschung und klinischen Diagnostik zu automatisieren”, sagte David Martyr, CEO von Tecan.
Die Darmstädter Merck KGaA hat sich umfassende Vertriebsrechte – unter anderem für die USA – für Produkte der britischen Firma Histocyte Laboratories Ltd gesichert. Histocytes Spezialität sind mit verschiedenen Zellen bestückte Objektträger, die als Kontrollen für Färbeexperimente (Immunfluoreszenz oder In-situ-Hybridisierung) dienen. „Diese Referenzmaterialien stärken das PathologiePortfolio von Merck und bieten Kunden robuste und standardisierte Arbeitsmittel für verlässlichere Analysen“, so Jean-Charles Wirth, Leiter der Geschäftseinheit Applied Solutions der Laborsparte des Konzerns. Die einzigartigen Zellpräparate von Histocyte seien keine üblichen Zelllinienpräparate, betonte Wirth. Die Objektträger ahmten die Gewebemorphologie und die Proteinexpression viel genauer nach als ZelllinienObjek t trägerproduk te konkurrierender Hersteller. In Pathologie- und in klinischen Forschungslaboren gelten standardisierte Gewebepräparate als immens wichtig, sind aber oft nicht in ausreichender Zahl und Qualität verfügbar.
27.06.2018 13:59:34 Uhr
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››› Märzhäuser
Wetzlar
Prozesssichere Probendigitalisierung Mit der neuen Generation des SlideExpress sorgt Märzhäuser Wetzlar für ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit und Flexibilität im Labor. preisigen Komplettsystemen hat Märzhäuser Wetzlar daher den SlideExpress auf den Markt gebracht: ein System zur automatisierten Probenhandhabung, mit dem aufrechte Lichtmikroskope kostengünstig zu einem Automaten für die Digitalisierung von Objektträgern komplettiert werden können. Fünf Jahre nach der Markteinführung gibt es nun die nächste Generation: den SlideExpress 2.
Aufgabenstellung im Laboralltag Muhammer Öztürk hat die Integration des ersten SlideExpress bereits rund um den Globus betreut. „Unsere Kunden setzen den SlideExpress sowohl in der Auflicht- als auch in der Durchlichtmikroskopie ein, zum Beispiel für Untersuchungsmethoden wie Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) oder karyotyping (Chromosomenanalyse)“, sagt Öztürk. „Der SlideExpress kommt überall dort zum Einsatz, wo ein hoher Durchsatz an Proben die Regel ist und Mikroskop- oder Scan-
Webseite, Video & Co.
Hintergrund
Auf folgender Webseite sind weitere Informationen sowie ein Produktvideo zum SlideExpress 2 abrufbar: www.slideexpress.com
ningtische mit Einlegerahmen für bis zu 8 bis 12 Objekträger nicht effizient genug sind.“
Automatisierte Probenhandhabung Hier bietet der SlideExpress 2 Abhilfe, und zwar in Ergänzung zu einem handelsüblichen, aufrechten Lichtmikroskop. Über eine mikroskopspezifische Adapation wird der SlideExpress 2 mit dem Mikroskop verbunden. Zusätzlich sind eine Kamera sowie eine Bedien- und Bildverarbeitungssoftware erforderlich, um eine automatisierte Digitalisierung zu ermöglichen. Ausgestattet mit drei Magazinen, kann der SlideExpress 2 mit bis zu 60 Clips beladen werden. Ein Clip ist für die Aufnahme von einem beziehungsweise zwei Objektträgern ausgelegt. Hieraus ergibt sich in der Standardausführung eine Kapazität von maximal 120 Objektträgern, die in einem Durchgang automatisiert und ohne manuelles Eingreifen sequenziell digitalisiert werden können. Mit Hilfe eines Greifers holt der Scanningtisch Clip für Clip nacheinander aus den drei Magazinen ab, um die einzelnen Objektträger im Strahlengang zu positonieren.
Vorteile der neuen Generation
Produktmanager Muhammer Öztürk mit dem neuen SlideExpress 2
Resultierend aus den Erfahrungen der vergangenen Jahre und der Zusammenarbeit mit verschiedenen Kunden konnte Märzhäuser
Abb.: Märzhäuser Wetzlar
Wenn große Probenmengen digitalisiert werden, kann ein vollautomatisiertes System nur unter einer Bedingung überzeugen: Prozesssicherheit. Erst die kompromisslos zuverlässige Bearbeitung einer Aufgabe über einen nicht überwachten Zeitraum hinweg macht einen Automaten zu einer effizienten und sicheren Alternative im Laboralltag. Mit dem neuen SlideExpress 2 stellt Märzhäuser Wetzlar eine Lösung vor, die genau diese Zuverlässigkeit bietet – und damit bei einer überschaubaren Investition Kapazitäten für die wirklich anspruchsvollen Aufgaben im Labor freisetzt. Seit nunmehr 70 Jahren arbeitet Märzhäuser Wetzlar gemeinsam mit führenden Mikroskopherstellern und Systemintegratoren erfolgreich daran, Proben auf das μ genau zu positionieren. Dabei spielte in den vergangenen zehn Jahren auch die Automation im Labor eine immer größere Rolle. Neben der manuellen Untersuchung von Probenmaterial wird es für Labore immer wichtiger, große Mengen an Proben kosteneffizient und prozesssicher untersuchen zu können. Als Alternative zu hoch-
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Advertorial
Tab. 1: SlideExpress 2 im Überblick Kriterium
Ausgestaltung
Kapazität
max. 120 Objektträger
Wechselzeit
zirka 15 s pro Objektträger
Merkmale
› S CANplus-Scanningtisch › T ANGO-Steuerung › P ositionsüberwachung in allen Achsen
› i nnovatives Clip-Konzept › s chwingungsgedämpfte Gerätefüße
Ein Magazin beherbergt in der Standardausführung 20 Clips mit je einem Objektträger (Abmessung 76 x 52 x 1 mm) oder zwei Objektträgern (Abmessungen 76 x 26 x 1 mm). Wetzlar bei der Entwicklung der neuen Generation des SlideExpress drei wesentliche Aspekte maßgeblich optimieren:
Abb.: Märzhäuser Wetzlar
› 1. Höhere Prozesssicherheit „Ein Automat ist im Labor nur dann von Wert, wenn man sich auf ihn verlassen kann. Für den SlideExpress 2 haben wir daher das sensible Konzept des Single-Slide-Handling abgelöst und durch ein neues Clip-Konzept ersetzt“, so Heiko Hanika, leitender Kon strukteur des SlideExpress 2. Wurden von der ersten Generation des SlideExpress die Objektträger noch direkt von einem Greifer aus den Magazinen entnommen, konnte durch die Halterung der Objektträger in Clips eine wesentlich sicherere und zuverlässigere Maschine-Maschine-Schnittstelle realisiert werden. Die Objektträgeraufnahmen in den Clips sorgen zudem für eine zu vernachlässigende Abweichung der Fokusebene der benachbarten Objektträger. Eine Lagejustage der Objektträger in den Clips ist nicht mehr erforderlich: Einmal eingesetzt, wird eine akurate Positionierung der Objektträger im Strahlengang sichergestellt. Im Greifer integrierte Magnete gewährleisten hierbei einen sicheren und definierten Sitz des Clips beziehungsweise der Objektträger. Die Sensorik im SlideExpress 2 ergänzt die robuste Mechanik, um alle Abläufe stets nachvollziehbar zu halten. So detektiert das System, ob und an welcher Position Objektträger eingesetzt sind. Sensoren im Greifer signalisieren außerdem, ob sich aktuell ein Clip im Greifer befindet.
› 2. Weitreichende Flexibilität Mit der 2. Generation des SlideExpress stellt Märzhäuser Wetzlar ein System zu Verfü
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gung, das den Kunden mehr Freiheiten bei der Wahl der Objekt- beziehungsweise Probenträger lässt. War es bisher eine nicht zu vernachlässigende Herausforderung, Objektträger mit unterschiedlicher Dicke, Kantenbeschaffenheit oder Ausfertigung (Deckgläser, Barcode-Aufkleber) gleichermaßen zu handhaben, bietet das neue Clip-Konzept nun eine weitreichende Flexibilität und gleichzeitig Sicherheit bei der Handhabung. Da nicht mehr die Objektträger selbst automatisiert von dem Greifer „gefasst“ werden müssen, können Handhabungsfehler vermieden werden. Unterschiedlich beschaffene StandardObjektträger können selbst innerhalb eines Durchlaufes ohne Neukonfiguration des Systems gehandhabt werden. Außerdem bietet die neue Magazin-Clip-Kombination die Möglichkeit, kunden- und anwendungsspezifische Lösungen umzusetzen, ohne den Aufbau des Scanningtisches konstruktiv ändern zu müssen. So können vom SlideExpress 2 nun Standardobjektträger vom Typ DIN ISO 8037-1 ebenso gehandhabt werden wie auch andere Probentypen, zum Beispiel Partikelfilter oder Materialschnitte. Hierfür ist in den meisten Fällen lediglich die Entwicklung probenspezifischer Clips erforderlich.
› 3. Leichte Inbetriebnahme, wartungsarmer Betrieb Systeme für die automatisierte Probenhandhabung, die mit dem Konzept des Single-Slide-Handling arbeiten und bei denen die Proben möglicherweise sogar im dreidimensionalen Raum positioniert werden, bringen meist aufwendige und komplexe Auf stellungs- und Inbetriebnahmeprozeduren mit sich. Großzügige Toleranzen, mechani-
Kompatibilität
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97 × 51 cm (B × L)
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zirka 100 cm
sche Hilfsmittel und wiederum das neue ClipKonzept sorgen beim SlideExpress 2 hingegen dafür, dass einer einfachen Montage und schnellen Inbetriebnahme nichts mehr im Wege steht. Mühsame und langwierige Justageroutinen müssen daher nicht befürchtet werden. Auch während des Betriebes dürfen die Kunden auf Grund der robusten Konstruktion mit einem geringen Wartungsaufwand selbst bei hohen Durchsatzzahlen rechnen.
Individuelle Komplettsysteme Mit dem neuen SlideExpress 2 wird eine Lösung vorgestellt, die sich nicht vor hochintegrierten Komplettsystemen verstecken muss. Eine zuverlässige Effizienzsteigerung in Laboren mit einem hohen Probendurchsatz rückt damit auch bei geringeren Budgets in greifbare Nähe. Modular ergänzt mit weiteren Komponenten wie zum Beispiel einer motorischen Fokuseinheit, einer Einheit zur Flüssigkeitsimmersion oder einem Barcodescanner wird der SlideExpress 2 so zur Basis von vollautomatisierten Systemen für die verschiedensten Anwendungsgebiete.
Kontakt Märzhäuser Wetzlar GmbH & Co. KG In der Murch 15 35579 Wetzlar E-Mail: info@marzhauser.com www.marzhauser.com
www.laborwelt.de 19. Jahrgang | Nr. 3/2018 | IX
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Service Verbände
DiagnostikNet-BB
LABORWELT-Partner Dt. Ver. Gesell. f. Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin e.V. (DGKL)
Deutsche Gesellschaft für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin e.V.
www.dgkl.de
Deutsche Gesellschaft für Proteomforschung www.dgpf.org BIO Deutschland www.biodeutschland.org Deutsche Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie (DGHM)
www.dghm.org
bts (Biotechnologische Studenteninitiative e.V.) www.bts-ev.de Gesellschaft für Genetik
GENE
K TI
ELLSC S
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AFT FÜ H
GE
www.gfgenetik.de Gesellschaft für Signaltransduktion www.sigtrans.de Gesellschaft für Pharmakologie und Toxikologie
www.dgpt-online.de
Nationales Genomforschungsnetz www.sys-med.de Deutsche Gesellschaft für Neurogenetik www.hih-tuebingen.de/dgng/ Netzwerk Nutrigenomik www.nutrigenomik.de
Land Brandenburg setzt auf China Chinesische Märkte wachsen und wandeln sich rasant - auch im Bereich der In-vitro-Diagnostik (IVD). Analysten prognostizieren, dass der dortige IVD-Markt in den nächsten Jahren mit einer Rate von 19% wächst und China so zum weltweit größten Abnehmer für in- und ausländische Produkte avanciert. Nachdem China zudem aktuell im Bereich Zertifizierung und Zulassung von Diagnostik-Produkten Hürden für ausländische Unternehmen weiter abbaut und die Regularien verstärkt den geltenden Standards in den USA und der Europäischen Union anpasst, wird dieser Markt zunehmend attraktiv für hiesige DiagnostikHersteller. Daher hat das Land Brandenburg die China Medical Equipment Fair Spring 2019 in Shanghai in den gemeinsamen Messeplan der Hauptstadtregion Berlin-Brandenburg aufgenommen. „Damit tragen wir der aktuellen Entwicklung Rechnung und bieten insbesondere unseren innovativen mittelständischen Unternehmen eine Marketing-Plattform“, erklärt Brandenburgs Wirtschafts- und Energieminister Albrecht Gerber. Neben den bereits etablierten, vom DiagnostikNet-BB organisierten und koordinierten Ländergemeinschaftsständen auf der MEDLAB Middle East in Dubai, der Clinical Lab Expo der American Association for Clinical Chemistry (AACC) in den USA und der MEDICA in Düsseldorf wird das DiagnostikNet-BB nun erstmals auch einen Ländergemeinschaftsstand in China ausrichten. Für die Finanzierung der Infrastruktur aller vier Ländergemeinschaftsstände stellt das Land Brandenburg insgesamt rund 273.000 Euro zur Verfügung. „Vier Bundesländer sind bereits mit einem Gemeinschaftsstand vertreten. Wir freuen uns daher umso mehr, künftig auch Berlin und Brandenburg in China zu präsentieren und unseren Ausstellern ein Gesamtpaket zu bieten, das es ihnen ermöglicht, sich op-
timal im chinesischen Markt zu etablieren“, betont Frauke Adams, Geschäftsleiterin des DiagnostikNet-BB. „Wie wir aus Gesprächen mit den ausstellenden Unternehmen wissen, eignen sich die Ländergemeinschaftsstände ideal, um Kundenkontakte zu akquirieren und zu pflegen. Sie repräsentieren die gesamte Leistungsfähigkeit Berlin-Brandenburgs auf dem Gebiet der In-vitro-Diagnostik.“ Dementsprechend bilden die Messeauftritte ein hervorragendes Podium, um den Standort Berlin-Brandenburg als attraktive Wirtschaftsregion weiter zu vermarkten. Neben den Messeauftritten bietet das DiagnostikNet-BB im Rahmen der DiagnostikAkademie zudem ein vielfältiges messebegleitendes Seminarprogramm zum Thema internationale Markterschließung. So fand kürzlich ein Workshop statt, der sich neben den Eigenheiten der chinesischen Geschäftskultur insbesondere auch relevanten Aspekten im Bereich Qualitätsmanagement sowie Zulassung und Zertifizierung nach Maßgaben der China Food and Drug Administration (CFDA) widmete. Auf der China Medical Equipment Fair (CMEF) versammeln sich um die 4.200 Medizinprodukte-Hersteller aus über 28 Ländern und zirka 120.000 Teilnehmer; darunter Vertreter aus staatlichen Beschaffungsagenturen sowie Käufer und Händler von Krankenhäusern aus über 100 Ländern und Regionen. Ein speziell auf die IVD ausgerichteter Messebereich eröffnet die Chance, sich über aktuelle Marktentwicklungen zu informieren, technologische Errungenschaften im IVD-Bereich zu präsentieren und Kooperationen mit der Industrie voranzutreiben. Hier stehen unter anderem sowohl generelle Laborlösungen, klinisch-diagnostisches Equipment und diagnostische Reagenzien im Fokus als auch Point-of-Care-Lösungen und DiagnostikEquipment für den Home-user-Bereich.
DiagnostikNet-BB www.diagnostiknet-bb.de Verband der Diagnostica-Industrie e.V.
Österreichische Reinraumgesellschaft (ÖRRG) Österreichische Ges. f. Laboratoriumsmedizin & Klinische Chemie
www.oerrg.at
www.oeglmkc.at
Skyline von Shanghai
Abb.: Wikimedia Commons/Jacob.jose
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Interview Laborautomation
Eine Automationsplattform für (fast) alle Produkte Die Siemens AG und die Sartorius Stedim Biotech GmbH haben anlässlich der diesjährigen Achema in Frankfurt am Main eine langfristige Kooperation im Bereich der Automatisierung verkündet. Sartorius Stedim Biotech wird demnach für seine Bioprocessing-Produkte künftig bevorzugt Automatisierungstechnologien von Siemens nutzen. Was man sich von dem Schritt erhofft, verrät Sartorius-Manager Thorsten Peuker im LABORWELT-Interview.
Abb.: Sartorius
LABORWELT Welche strategische Bedeutung hat die Einführung von Automatisierungslösungen? Peuker Die Industrie geht immer mehr von großen Volumina weg und hin zu kleineren Produktionschargen. Statt 20.000-Liter-Bioreaktoren sind jetzt deutlich häufiger 2.000-LiterModelle gefragt. Damit verbunden werden immer öfter Einwegtechnologien eingesetzt. Bei klassischen Bioreaktoren entfallen 60% der Standzeit auf die Reinigung und nur 40% auf die Produktion. Der Reinigungsprozess der Stahltanks erfolgt hochautomatisiert.
Durch den Einsatz von Einweg-Lösungen und den Wegfall des Reinigungsprozesses vereinfacht sich die Automatisierung des gesamten Herstellungsprozesses deutlich. Statt Speziallösungen reichen oft standardisierte Angebote. Da unsere Kunden verstärkt Komplettangebote nachfragen, war schnell klar, dass wir für die Single-use-Systeme eine umfassende, über unsere Eigenentwicklungen hinaus gehende Automatisierungslösung benötigen. Das Thema Datenintegrität über den gesamten Herstellungsprozess ist hier äußert wichtig und kann am besten durch ein Komplettangebot gewährleistet werden.
Dr. Thorsten Peuker
Der promovierte Bioprocessing-Experte ist innerhalb der Sartorius-Sparte Bioprocess Solutions (Sartorius Stedim Biotech) Leiter der Einheit Solution Instruments and Project Execution, Integrated Solutions. LABORWELT Warum hat man sich einen Partner gesucht? Peuker Für die Standardgeräte gibt es seit Jahren von uns entwickelte und vertriebene Automatisie-
Fluent® Laborautomation der nächsten Generation FLEXIBEL – KOMPAKT – EINFACH IN DER BEDIENUNG • Einfache Steuerung über integrierten Touch Screen • Platzsparend durch vertikale Unterdeck Integration von Drittgeräten • Einfacher Umbau des Workdecks durch Dynamic Deck™ Konzept • Selbstoptimierung der Fahrwege durch Path Finder™ Technologie • Exzellenter dynamischer Volumenbereich von Nano- bis Millilitern durch kompaktes Geräte-Design und innovative Pipettiertechnologie • Hohe Arbeitsgeschwindigkeit und optimale Ausnutzung der Ressourcen
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Laborautomation Interview
rungslösungen. Im Bereich des Projektgeschäftes, also Groß- und Spezialanlagenbau, haben wir seit eh und je Lösungen von Partnern eingesetzt – unter anderem auch von Siemens. Als wir vor einiger Zeit beschlossen haben die beiden Bereiche, dass wir die beiden Bereiche Standardgeschäft und Projektgeschäft zusammenführen, stand schnell fest, dass wir auch bei der Automatisierung eine Einheit bilden wollen. Das Ziel ist, dass unsere Kunden bei dem Wechsel von kleineren zu größeren Anlagen auch bei den Automatisierungslösungen keinen Bruch zu überwinden haben. Nach einer umfangreichen Analyse haben wir uns deshalb gegen die eigenen Automatisierungslösungen und für jene von Siemens entschieden. Konkret kommen von Siemens Industrie-PCs, der S71500-Software-Controller und das TIA-Portal (Totally Integrated Automation) zum Einsatz. LABORWELT Vernachlässigt man mit solchen großen, gut ausgestatteten Lösungen nicht zu sehr die Bedürfnisse der kleinen Labore? Peuker Dieser Punkt wurde oft und kontrovers diskutiert. Aber hier täuscht der Eindruck, denn wir wollen nicht nur die Großkunden überzeugen. Eine Spezifikation der neuen Automatisierungslösung sollte die totale Integrationsfähigkeit sein, das heißt, dass das Standardgerät einerseits völlig autark betrieben werden kann. Das ist wichtig für Start-ups oder akademische Gruppen, die nur eine einzelne Prozesseinheit wie einen Bioreaktor betreiben und keine hohen Anforderungen an den Automatisierungsbereich stellen. Andererseits kann nach dem erfolgreichen Aufsetzen eines Prozesses
sehr schnell vom Entwicklungs- in den Herstellungsbereich gewechselt werden – ohne die klassischen Probleme einer Hochskalierung. Die Lösung von Siemens erfüllt die Anforderung nach der totalen Integrationsfähigkeit ohne Wenn und Aber. LABORWELT Versprochen werden höhere Effizienz, bessere Qualität und kürzere Markteinführungszeiten. Was bedeutet das konkret? Peuker Es liegen noch keine konkreten Zahlen vor, da die besagten Produkte ja gerade erst auf den Markt kommen. Ich greife aber zwei Beispiele unserer Produktlinie für Fermentationsprozesse heraus. Biostat ist der Name unserer Fermentationsproduktlinie. Alle BiostatProdukte werden auf die neue Automatisierungsplattform umgestellt. Zu unseren Downstream-Processing-Produkten gehört Flexact, eine Einheit, die sechs verschiedene Prozessschritte abdecken kann. Bei sechs miteinander kombinierbaren Schritten, die keiner manuellen Intervention bedürfen, liegt eine Effizienzsteigerung auf der Hand. Das Automatisierungskonzept kommt hier auch den Kunden zugute, die nur ein einziges solches Gerät haben. Der Wechsel zwischen den sechs Prozessschritten kann automatisiert werden. Etwaige Aufrüstzeiten gibt es nicht. Für den Kunden ist das ein echter Zeitgewinn und zudem ein Gewinn an Flexibilität. LABORWELT Auf der Achema wurde das umgerüstete Modul Flexact vorgestellt. Wie kam es bei den Messebesuchern an?
Peuker Flexact ist das erste Gerät, das von der alten, proprietären Automatisierungslösung auf die Siemens-Plattform umgestellt wurde. Das Feedback war sehr positiv. Vor allem die vertikale Integrierbarkeit kommt gut an. Die Geräte funktionieren nämlich nicht nur, wie sie 1 zu 1 von uns auf den Markt gebracht werden. Sie können auch in eine andere Automatisierungsumgebung integriert werden, zum Beispiel in die in den USA vielfach anzutreffende Plattform von Siemens-Konkurrent Emerson. Hier werden wir mit Systemintegratoren zusammenarbeiten. Sie stellen sicher, dass unsere Produkte auch mit Automatisierungslösungen, die nicht von Siemens stammen, funktionieren. Auch die einfache Bedienbarkeit der Mensch-MaschineSchnittstelle wurde gelobt. Wir glauben, dass dies in Zukunft immer entscheidender werden wird: Wie einfach ist ein Gerät zu bedienen? Anders als im Forschungsumfeld sind die Mitarbeiter in der Produktion immer weniger darauf vorbereitet, Bedienroutinen zu programmieren. Im GMP-Umfeld wäre dies sogar komplett verboten. Hier gilt es für uns, die optimale Dosierung zu finden, damit die Entwicklungsabteilung die Geräte zwar flexibel einsetzen kann, in der laufenden Produktion das Gerät hingegen vor unbedachten Prozessänderungen geschützt wird. LABORWELT Können Käufer ihre Anlagen rückwirkend umrüsten lassen? Peuker Technisch ist das machbar. Allerdings sollte man im Einzelfall prüfen, ob es sinnvoll ist. Manchmal dürfte der Aufwand in keinem Verhältnis zum Nutzen stehen.
GMP-Produktion mit Sartorius-Technologie
Peuker TAP heißt mittlerweile Sartorius Stedim Automation. Die Ambr-Systeme sind sehr stark automatisiert. Im Prinzip handelt es sich um Roboter. Manuelle Arbeitsschritte sind sehr stark reduziert. Die Arbeit mit den Systemen geht schnell und ist problemlos reproduzierbar. Von der Steuerung sind die Systeme völlig anders als das, was wir an unserem Standort in Guxhagen produzieren. Bei den Ambr-Systemen haben wir Platinen, die progammiert werden. Die SiemensAutomatisierungslösung kommt demnach hier nicht in Frage. ml
Abb.: Sarorius AG
LABORWELT Mit der Ende 2013 übernommenen britischen Firma TAP Biosystems hat sich Sartorius Stedim Biotech sogenannte Mikrobioreaktoren für die automatisierte Entwicklung von Zelllinien oder Medien gesichert. Soll auch hier der Siemens-Mantel zum Einsatz kommen?
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Advertorial
››› eppendorf
Neue Lösung zur automatischen Herstellung von NGS-Libraries Die Probenvorbereitung im Next-Generation-Sequencing (NGS) ist ein arbeitsintensiver Prozess, der Erfahrung, Präzision und Genauigkeit erfordert, um hochwertige NGS-Libraries zu erstellen.
Die epMotion® 5075 NGS-Solution verbindet automatisiertes Liquid Handling und einzigartige Software-Funktionen mit dem Zubehör und hochwertigen Verbrauchsartikeln, die für eine zuverlässige Erstellung von NGS-Libra ries und maximale Flexibilität bei der Wahl des NGS-Kits benötigt werden.
tisierung von arbeitsintensiven Schritten in der NGS-Probenvorbereitung wie Pipettierung, Mischen, Temperierung und magnetische Separation werden Prozesse standardisiert und optimiert, wodurch der Arbeitsaufwand und die Fehlergefahr deutlich verringert werden.
NGS leicht gemacht
Abb.: Eppendorf
Probenvorbereitung für NGS Die Probenvorbereitung erfordert zahlreiche Arbeitsschritte und ist damit anfällig für von Menschen verursachte Fehler. Die Eppendorf epMotion Liquid-Handling-Systeme sind für jene Labore unverzichtbare Werkzeuge, die ihren Durchsatz deutlich erhöhen wollen und konsistente Ergebnisse erwarten. Durch die Automa
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Die automatisierte Erstellung von NGS-Libraries vermeidet das bei manueller Durchführung bestehende Risiko von Pipettierfehlern, liefert reproduzierbare Ergebnisse und steigert die Produktivität. Kit-Hersteller und Kunden haben eine umfangreiche Liste an automatisierten Methoden zur Herstellung von NGS-Libraries zusammengestellt,
die vergleichbare oder bessere Sequenzierungsergebnisse als die manuelle Vorbereitung liefern. Zudem sorgt eine intuitive Software-Schnittstelle für Bedienfreundlichkeit und eine schnelle Methodendefinition. Dabei bietet sie auch die notwendige Flexibilität, um selbst komplexeste NGS-Workflows zu optimieren. Die epMotion 5075 NGS-Solution ist mit neuen Software-Produkteigenschaften versehen, welche speziell für die Bedürfnisse von NGS-Kunden entwickelt wurden, wie zum Beispiel die intelligente Auswahl von Einzel- oder 8-Kanal-Dosierwerkzeugen sowie eine flexible Probenanzahl, vermindertes Totvolumen, eine erhöhte Kapazität der Arbeitsfläche, welche durch eine verbesserte Stapelung der Labware erzielt wird, sowie E-Mail-Benachrichtigung und vieles mehr. Selbstverständlich sind Eppendorf DNA LoBind-Verbrauchsmaterialien in diesem Starter-Paket enthalten. „Mit dem neuen Solution-Paket und seinen Produkteigenschaften stellt unser epMotion 5075 NGS-System die bevorzugte Lösung für einen geringen bis mittleren Durchsatz mit maximaler Flexibilität für täglich variierende Probenzahlen sowie höchster Flexibilität für ein umfangreiches Register von Kit-Methoden zur Automatisierung der Präparation von NGS-Libraries dar“, so Dr. Jochen Mueller-Ibeler, Leiter des Geschäftsbereichs Automated Liquid Handling bei Eppendorf.
Kontakt Eppendorf Vertrieb Deutschland GmbH Tel.: +49 (0)1803 255 911 (kostenpflichtig) E-Mail: vertrieb@eppendorf.de www.eppendorf.com/ngs-made-easy 19. Jahrgang | Nr. 3/2018 | XIII
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Laborautomation Produktwelt CEM GmbH
INHECO GmbH
Vorhang auf für die dritte ODTC® & OVT: Systemlösung für hohe Durchsätze Synthesizer-Generation Der ODTC (On Deck Thermal Cycler) wurde
Mit einer typischen Synthesezeit von wenigen Minuten ist das Liberty Prime eine Alternative zu Parallel-Synthesizern. Die einzelnen Peptide können nach der Entnahme aus dem Gerät schnell aufgereinigt werden, während die nächste Synthese läuft. Damit wird in der vergleichbaren Gesamtzeit zur Synthese von mehreren Peptiden mit anschließender Aufreinigung – zum Beispiel mit präparativer HPLC – ein klarer Vorteil durch das Liberty Prime erzielt. CEM GmbH Tel.: + 49 (0)2842-964 40 info@cem.de // www.cem.de www.peptid-synthese.de
spezifisch für die Laborautomation entwickelt, und kann wegen seiner kompakten Bauform auf fast allen Liquid-HandlingPlattformen zur Vollautomation von PCRProzessen integriert werden. Durch die neuartige Vapor-Chamber-Mount-Technologie (VCM®) wird eine herausragende thermische Leistungsfähigkeit mit exzellenter Well-towell-Uniformität erreicht. Da der Wärmetransport aufgrund der VCM-Technologie durch extrem schnelle fluidmechanische Prozesse erfolgt, ist die Blocktemperatur – anders als in herkömmlichen Heizblöcken – nach wenigen Sekunden stabil. Diese sehr genaue und robuste Temperaturregelung erlaubt ein Öffnen des Heizdeckels während der Temperatur-Plateaus, ohne dass sich die Temperierungsqualität wesentlich ändert. Dies kann für Pipettierungen während eines Temperierprozesses genutzt werden. Der ODTC ist ideal geeignet für die Humandiagnostik und kann für hohe Durchsätze im 24/7-Modus betrieben werden. Zur Verifikation des ODTC steht ein dediziertes Werkzeug von INHECO zur Verfügung. Dieses perfekt
auf den Thermocycler abgestimmte ODTC Verification Tool (OVT) besticht durch seine einfache Handhabung. Zudem ist es aufgrund seiner Kompaktheit leicht zu transportieren. Die Testroutine ist vollautomatisiert und liefert in 25 Minuten das Ergebnis. Das OVT ist nicht nur ideal geeignet für IQ- und OQProzesse, sondern bietet auch dem Operator die Möglichkeit, den ODTC täglich oder vor Durchführung eines kostbaren Versuchs zu überprüfen und damit eine hohe Prozesssicherheit zu gewährleisten. INHECO GmbH Fraunhoferstraße 11, 82152 Martinsried Tel.: +49 (0)8989-9593-120 www.inheco.com
Sarstedt AG & Co. KG
Automatisierung von täglichen Laborabläufen Der IVARO Tube Handler ist ein Probenbearbeitungssystem für kleine Laborgefäße. Er bietet variable Lösungen für vielfältige Arbeitsabläufe. Das Reduzieren von monotonen Arbeitsabläufen und eine erhöhte Transparenz, Sicherheit und Zuverlässigkeit waren die Zielgrößen bei der Entwicklung des innovativen Systems. Ein flexibles Basisgerät kombiniert mit spezialisierten Modulsystemen ermöglicht es, das Gerät individuell und kundenspezifisch an die verschiedenen Applikationen und Verbrauchsmaterialien im Labor anzupassen. Durch die einmalige Konzeption und Variabilität sind vielfältige Arbeitsabläufe, die bisher nur manuell durchzuführen waren, jetzt einfach und sicher automatisierbar.
Im Fokus des neuen IVARO Tube Handlers stehen vor allem Anwendungen im kleinen Volumenbereich, wie beispielsweise die vollautomatische Verarbeitung von Mikroschraubröhren oder CryoPure-Röhren. Aufgrund der frei kombinierbaren Module eignet sich das System für unterschiedliche Einsatzgebiete wie beispielsweise die Probenvorbereitung im wissenschaftlichen Labor, aber auch das Probenhandling in Biobankenund Compound-Bibliotheken. Die wichtigsten Funktionen sind: l De- und Recapping l Pipettieren und Dispensieren l Etikettieren l Barcode scannen l Erfassen von Gewichten Der IVARO Tube Handler bildet die Basis für eine sichere, schnelle und reproduzierbare Bearbeitung der Proben. Sarstedt AG & Co. KG Sarstedtstraße 1, 51588 Nümbrecht Tel.: +49 (0)2293-305-0 info@sarstedt.com
Abb.: Imheco (oben), Sarstedt (unten), CEM (links)
Das Liberty Prime als Mikrowellen-PeptidSynthesizer der 3. Generation ermöglicht die schnelle Synthese von reinen Peptiden und schwierigen Sequenzen in wenigen Minuten statt Tagen wie bei klassischen Synthesizern. Die neue Liberty-Prime-Technologie ermöglicht einen Kupplungszyklus von zwei Minuten und eine extrem schnelle Reagenzienzuführung. Zu den Vorteilen der mikrowellenunterstützten Peptid-Synthesizer der 1. Generation für Peptidsynthesen von schwierigen Sequenzen und langen Peptiden bis über 100-mer ergeben sich mit der 3. Liberty-Generation weitere Vorteile: l noch schneller. Nur 2 min Zykluszeit ermöglichen die Peptidsynthese in Minuten statt in Tagen. So dauert die Synthese eines 20 merPeptids nur noch 45 min. Das ACP-Peptid mit 10 mer wird in nur noch 22 min hergestellt. l noch sparsamer. Bis zu 95% Einsparung an Lösemitteln gegenüber klassischen Peptidsynthesizern und Mikrowellen-Synthesizern der 1. Generation erhöhen den Umwelt- und Arbeitsschutz – und sparen viel Geld. Es entstehen lediglich 8,5 ml Abfall pro Zyklus bei 0,1 mmol. Zudem wird die Menge an Deprotection Solution von Piperidin oder Pyrolidin auf nur noch 25% reduziert. l noch einfacher. Intuitive Software erleichtert das Programmieren von Sequenzen.
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Abb.: Martin Lehotkay/fotolia.de
Nachrichten Laborautomation
Pipettier-Roboter
NGS-Probenvorbereitung
Biosynth grĂźndet Joint Venture
Roche schlieĂ&#x;t Werk
ďƒ¨â€‰     Die Schweizer Biosynth AG wagt sich auf neues Terrain vor. Der Hersteller chemischer und biochemischer Produkte will ChemilumineszenzDiagnostiksets zum schnellen Nachweis pathogener Bakterien auf den Markt bringen. DafĂźr hat Biosynth ein Joint Venture mit RAMOT, der Technologietransfergesellschaft der Universität Tel Aviv (Israel), auf den Weg gebracht. Das Gemeinschaftsunternehmen soll den Namen Nemis Technologies AG tragen. Technologisches KernstĂźck ist die von den beiden Partnern gemeinsam entwickelte Plattform Aqua Spark™. Auf ihr basierend sollen Diagnostik-LĂśsungen fĂźr den schnellen Nachweis pathogener Bakterien entwickelt werden, die in den Bereichen Lebensmittelsicherheit, klinische Anwendungen sowie Wasseraufbereitung zum Einsatz kommen sollen. Die FirmengrĂźndung kommt knapp ein Jahr nach der Bekanntgabe einer Forschungszusammenarbeit von Biosynth und RAMOT. Mit Aqua Spark kĂśnnen hochempfindliche Chemilumineszenz-Sonden fĂźr Forschungs- und Diagnostikanwendungen entwickelt werden. Die Krankheitserreger werden mit den Sonden viel schneller erkannt als
ďƒ¨â€‰     Bis Ende 2020 werden alle verbliebenen 79 Stellen am Roche-Standort Madison (USA) verschwinden. 2007 hatte der Schweizer Pharma- und Diagnostikkonzern fĂźr mehr als 270 Mio. US-Dollar die in Madison gegrĂźndete Firma Nimblegen Systems gekauft. Allerdings blieb der langfristige Erfolg versagt. Bereits 2012 verkĂźndete Roche, dass man Nimblegens angestammtes Geschäft mit Mikroarrays verlässt. Erste KĂźndigungen folgten. Stattdessen konzentrierten sich die verbliebenen Angestellten in Madison auf Methoden zur Anreicherung von Proben fĂźr den Einsatz in Next-GenerationSequencing-Verfahren. Doch auch damit ist bald Schluss. Einigen Mitarbeitern will Roche den Wechsel nach San Francisco anbieten. FĂźr die, die nicht umziehen kĂśnnen, sollen Alternativen vor Ort aufgetan werden. Erst im Februar hatte Roche Nimblegen Inc. eine dreijährige strategische Partnerschaft mit Emulate Inc. (USA) begonnen. Anhand von Emulates Organ-on-a-chip-Produkten (zunächst einmal nur die Lungen- und Gehirn-Chips) will Roche die Sicherheit und Wirksamkeit seiner AntikĂśrpertherapien testen.
Knicklichter beruhen auf dem Prinzip der Chemilumineszenz. mit konventionellen Methoden, so Biosynth. Zudem seien sie zu „sehr wettbewerbsfähigen Kosten� produzierbar. Urs Spitz, Vorstandsvorsitzender von Biosynth, ist zuversichtlich, „dass Aqua Spark und unsere einfach zu handhabenden Diagnostiksets und -lÜsungen das Potential haben, den heutigen Marktstandard, fluoreszenzbasierte Tests, zu ersetzen�. Nemis hat seinen Firmensitz in Dßbendorf bei Zßrich und wird von Arnaud Muller gefßhrt.
IVDR
FDA
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Mikrofluidik
US-Konzern schluckt Start-up
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Labelfreie Markierungen sind weltweit auf dem Vormarsch. Die 2006 gegründete Hamburger Firma Sierra Sensors GmbH kann sich auf die Fahnen schreiben, einiges zu der Entwicklung beigetragen zu haben. Basierend auf der Oberflächenplasmonenresonanz-Spektroskopie (SPR-Spektroskopie) sind die Instrumente von Sierra Sensors in der Lage, tausende mikrofluidische Proben pro Tag mit hoher Empfindlichkeit zu untersuchen. Spezifität, Affinität, kinetische Raten und Thermodynamik molekularer Wechselwirkungen können bestimmt werden. Die patentierten Technologien zur SPR-Detektion und mikrofluidischen Probenlieferung setzen laut Firmenangaben einen neuen Standard in der Hochdurchsatzanalyse und der markierungsfreien Hochleistungsanalyse. Seit der Gründung vor mehr als 20 Jahren war der Frühphaseninvestor High-Tech Gründerfonds (HTGF) an Bord. Ende Juni vermeldete der HTGF den erfolgreichen Exit. Demnach sei Sierra Sensors zu einem nicht genannten Kaufpreis von der Bruker Corp. übernommen worden. Nach der Übernahme will Bruker die Sierra-Produkte nun weltweit vertreiben und Hamburg zu einem neuen Kompetenzzentrum für die weitere Produkt- und Anwendungsentwicklung machen. „Die kreative Energie und die innovativen Systeme von Sierra Sensors kombiniert mit der langjährigen Erfahrung von Bruker bieten einen fantastischen Mehrwert für Wissenschaftler im Bereich Life Sciences und sind wegweisend für neue Möglichkeiten der Entwicklung von effektiven Medikamenten zu geringeren Kosten“, erklärte HTGF-Geschäftsführer Michael Brandkamp.
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Das Modell SPR-32 gilt als Sierras Vorzeigeprodukt.
1.000-Gehirne-Studie
Datenerfassung beendet Im Rahmen der 1.000-Gehirne-Studie vermaßen Jülicher Forscher in den vergangenen sechseinhalb Jahren das Denkorgan von rund 1.300 zumeist älteren Probanden. Im April wurde offiziell die Datenerhebungsphase für beendet erklärt. Die zentralen Fragen der Studie lauten: Was zeichnet ein „normales” Altern des Gehirns aus und welche Faktoren beeinflussen diesen Prozess? „Die Daten bilden die Grundlage für umfangreiche Analysen, die uns ein tieferes Verständnis zu Alterung und Variabilität des Gehirns ermöglichen werden“, sagt Katrin Amunts, Direktorin des Jülicher Instituts für Neurowissenschaften und Medizin und hauptverantwortliche Initiatorin der Studie. Eine der ersten gewonnenen Erkenntnisse ist, dass verschiedene Hirnregionen unterschiedlich altern. Die rechte Hirnhälfte, wo das räumliche Denken verankert ist, wird offenbar im Alter stärker abgebaut als die linke, in welcher die Sprache zuhause ist. Das könnte erklären, warum bei älteren Menschen die Orientierung im Raum nachlässt, die sprachliche Kompetenz jedoch zeitlebens relativ konstant bleibt.
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Ausblick
Vorschau Heft 4/2018
Epigenetik
Fastfood-Kost zu Lasten der Kinder Schon im Mutterleib werden entscheidende Weichen für die Gesundheit eines Kindes gestellt. Eine Belastung der Mutter durch beispielsweise Abgase, Weichmacher oder andere Umweltgifte kann später zu Übergewicht oder Asthma führen. Doch auch der Vater kann bereits vor der Zeugung die Gesundheit seines Nachwuchses beeinflussen. Das legen zumindest Studien von Forschern der Universität Potsdam mit Ratten nahe (Diabetologia, doi: doi: 10.1007/s00125-018-4635-x). Sie konnten nachweisen, dass nicht nur die mütterliche, sondern auch die väterliche Ernährung Verän-
derungen in den Organen des Nachwuchses verursachen kann. Die Forscher imitierten durch eine fett-, zucker- und salzreiche Ernährung der Rattenmännchen eine Fastfood-reiche Ernährung, wie sie häufig bei jungen Männern auftritt. Nach Zeugung und Geburt des Nachwuchses untersuchten sie, ob sich dies auf den Glukosestoffwechsel und die Organe der Rattenjungen auswirkte. Das Ergebnis: Die so ernährten Väter zeugten im Vergleich zu einer Kontrollgruppe größeren und schwereren Nachwuchs, bei weiblichen Tieren war zudem die Glukosetoleranz gestört. „Die hier zugrunde liegenden Mechanismen sind ernährungsabhängige Veränderungen in den Spermien der ungesund ernährten Vatertiere“, erklärt Berthold Hocher, Leiter der Arbeitsgruppe für Experimentelle Ernährungsmedizin an der Universität Potsdam. Die Ernährungsfehler der Eltern wirken sich also direkt auf die Erbinformation ihrer Fortpflanzungszellen aus.
Gesundheit
Abb.:pixabay/jeonomias (li.)/Justus-Liebig-Universität Gießen, Jessica Reichert/Wladimir Bulgar, luchschen@web.de (re)
Geschmacksstoff aktiviert Immunsystem Im menschlichen Speichel sind verschiedene, antimikrobiell wirkende Moleküle enthalten, die Teil des angeborenen, molekularen Immunsystems sind. Wie Forscher der Technischen Universität München (TUM) herausfanden, stimulieren sowohl Zitronensäure als auch 6-Gingerol aus Ingwer die molekularen Abwehrkräfte im menschlichen Speichel (Agricultural and Food Chemistry,
Aus der laborwelt.de-Galerie
Wenn Korallen Plastik fressen Korallenriffe haben mit vielen Problemen zu kämpfen. Neben steigenden Temperaturen setzt den bunten Tieren die Meeresverschmutzung durch Plastikmüll zu. Forscher der Justus-Liebig-Universität Gießen untersuchten die Auswirkungen von Mikroplastikpartikeln (hier schwarz) auf sechs Korallenarten. „Unsere Studie weist klar darauf hin, dass Mikroplastik einen weiteren menschengemachten Stressfaktor für Korallen darstellt und damit sehr wahrscheinlich zum weiteren Rückgang der Korallenriffe auf der Erde beitragen wird“, so Erstautorin Jessica Reichert (Env. Pol., doi: 10.1016/j.envpol.2017.11.006).
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doo: 10.1021/acs.jafc.8b02092). Sie analysierten die Kombination von Speichelflussmessungen, Proteomanalysen und bioinformatischen Auswertungen. „Unsere neuen Erkenntnisse zeigen, dass geschmacksgebende Stoffe bereits im Mundraum biologische Wirkungen besitzen, die weit über ihre bekannten sensorischen Eigenschaften hinausgehen“, so Studienautor Thomas Hofmann von der TUM.
Themen
Diagnostik Die Zahl der Menschen, die in Deutschland an Volkskrankheiten wie Krebs, Diabetes oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen leiden, steigt kontinuierlich an. Eine stetige Verbesserung der medizinischen Forschung und der Diagnostik-Tools ist daher unabdingbar. Das kommende LABORWELTSpezial stellt die spannendsten Projekte und Technologien vor. Erscheinungstermin ist der 4. Oktober 2018. Beiträge können bis zum 17. September eingereicht werden.
Termine Werbekunden bietet diese Ausgabe, begleitend zum redaktionellen Inhalt, eine ideale Plattform für ihre Anzeigen. Reservieren Sie Ihren Werbeplatz bis spätestens 17. September 2018. Informationen geben Oliver Schnell (Tel.: +49-30-264921-45, EMail: o.schnell@biocom.de) und Christian Böhm (Tel.: +49-30-264921-49, c.boehm@ biocom.de).
Impressum LABORWELT (ISSN 1611-0854) erscheint 5-mal im Jahr im Verlag der BIOCOM AG Lützowstraße 33–36 10785 Berlin, Germany Tel./Fax: 030/264921-0 / 030/264921-11 laborwelt@biocom.de www.biocom.de Redaktion Martin Laqua, Tel.: 030/264921-68 Titelbild: neznamov1984/fotolia.com Namentlich gekennzeichnete Beiträge stehen in der inhaltlichen Verantwortung der Autoren. Alle Beiträge sind urheberrechtlich geschützt und dürfen ohne schriftliche Genehmigung des BIOCOM Verlages nicht reproduziert oder verbreitet werden.
19. Jahrgang | Nr. 3/2018 | XVII
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