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Axel Semrau: Vom Vertrieb zum Spezialisten Chromatographie – optimal automatisiert

| Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Als Vertriebsunternehmen für Chromatographie-Produkte 1981 gegründet, hat sich Axel Semrau zu einem Experten für die Automation chromatographischer und anderer labortechnischer Aufgaben entwickelt. Wie kam es dazu und wie sieht die Zukunft aus?

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Mit Automatisierung für zahlreiche Laborprozesse unterstützt Axel Semrau die Anwender.
Mit Automatisierung für zahlreiche Laborprozesse unterstützt Axel Semrau die Anwender.
(Bild: Axel Semrau; ©PRODUCTION PERIG - stock.adobe.com )

Vor über 35 Jahren gründete Axel Semrau in Wuppertal seine eigene Firma. Anfangs konzentrierte sich das gleichnamige Unternehmen auf den Support und Vertrieb von Speziallösungen für Probenvorbereitung und Chromatographie, Erdgasanalyse und Odorierungskontrolle, chemische Synthese sowie für anwendungsoptimierte Arbeitsplätze. Der Fokus auf Nischenmärkte half Axel Semrau, sich auf dem Markt zu etablieren. Kundennähe, Fachwissen und ein wachsendes Netzwerk aus Vertriebspartnern sorgten für ein Wachstum des inhabergeführten Unternehmens.

Heute sind über 50 Mitarbeiter bei Axel Semrau beschäftigt, die größtenteils technisch wissenschaftlich ausgebildet sind. Damit bringen sie Expertise aus den Bereichen Chemie, Biologie, IT und Wirtschaft in das mittelständische Unternehmen und tragen zu dessen Weiterentwicklung bei. Die Nähe zu den Kunden und der fachliche Hintergrund der Mitarbeiter haben sicherlich mitgeholfen, dass Axel Semrau in den vergangenen Jahren ein wichtiges Thema als besonderen Schwerpunkt seiner Strategie identifiziert hat: die effiziente Automatisierung von Analysen, allen voran Chromatographie und routinefeste LC-GC-Kopplungstechniken.

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Wie wichtig effiziente Automatisierung für die Analytikbranche ist, liegt auf der Hand: Viele Labore arbeiten oft trotz moderner Ausstattung am Limit – teilweise trotz automatisierter Prozesse. Neue Möglichkeiten, den Probendurchsatz zu steigern, sind daher willkommen. Nicht nur verschafft das den Mitarbeitern wieder etwas Zeit, sich um andere liegengebliebene Aufgaben zu kümmern, es rechnet sich auch wirtschaftlich. Denn gerade bei hochsensitiven Analysegeräten wie Massenspektrometern sind Leerlaufzeiten sehr teuer – schließlich muss sich die Anschaffung des kostspieligen Gerätes möglichst schnell amortisieren. Eine gut strukturierte Probenvorbereitung kann hier den entscheidenden Zeitvorteil bringen.

Software bringt Automation auf die nächste Stufe

Doch wie sieht so eine Lösung aus? Ein Beispiel liefert die 2006 von Axel Semrau entwickelte Softwareplattform Chronos, die sich eines verbreiteten Problems automatisierter Analyseverfahren annimmt: starren Abläufen. Denn obwohl Autosampler den Probendurchsatz bereits erheblich steigern, arbeiten sie die Proben strikt sequenziell ab. Das führt dazu, dass in der konventionellen Gerätesteuerung vielfach Wartezeiten durch Probenvorbereitungsschritte auf dem Autosampler entstehen, in denen die Chromatographen ungenutzt sind. Genau diese Leerzeiten vermeidet die Software Chronos, indem sie parallele Abläufe der Probenvorbereitung organisiert. Dies lastet das Gerät deutlich besser aus und hält dabei weiterhin die Zeitmargen jeder einzelnen Probenvorbereitung ein. So erhöht das System die aktive Messzeit der Geräte und steigert damit die Effizienz des Labors erheblich.

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Überzeugt von dem Mehrwert für die Laboranwender, hat Axel Semrau sich 2011 mit seinem langjährigen Vertriebspartner CTC Analytics zusammengetan und eine gemeinsame Produktreihe auf den Weg gebracht. Aus den Autosamplern von CTC Analytics und der Chronos-Software entstand so die Serie Chronect, die bereits mehr als zehn einzelne Arbeitsstationen für unterschiedlichste Analyseverfahren umfasst. Diese reichen von Chromatographen, über GC-Systemlösungen, bis hin zu gekoppelten Systemen, z.B. für die Glyphosat-Analytik in Lebensmitteln oder für die voll automatisierte Bestimmung polyzyklisch aromatischer Kohlenwasserstoffe. Das Prinzip ist all diesen Produkten gleich und besteht aus drei Komponenten:

  • einem leistungsstarken Analysegerät wie einer GC- oder HPLC-Anlage,
  • einer automatisierten Probenvorbereitung und -aufgabe, ggf. mithilfe von Einarm-Robotern sowie
  • der Chronos-Software, die sozusagen als Gehirn fungiert und die Arbeitsschritte zeitoptimiert steuert.

Aus dieser Kombination ergeben sich besonders leistungsstarke Komplettlösungen, die für den jeweiligen Arbeitsauftrag gezielt angepasst werden können. Die Chronos-Software ist dabei so designt, dass die nötige Anzahl der veränderbaren Parameter kontextbezogen so gering wie möglich gehalten wird. Dies erleichtert es dem Anwender, zu ändernde Parameter schnell im Methoden-Editor zu finden. Alle relevanten Werte werden tabellarisch erfasst und lassen sich bei Bedarf verändern, sodass man mit Chronos komplette Probenlisten mit wenigen Klicks erstellen kann. Auch eine grafische Darstellung der Probenbearbeitung ist für den Nutzer einsehbar, ebenso wie Gesamtdauer und aktueller Fortschritt des laufenden Programms. Axel Semrau bietet auch Offline-Automatisierungen komplexer Probenvorbereitungen an, wie die Chronect Workstation Proteomics. Die Chronos-Software ist aber nicht an den Kauf einer komplett ausgestatteten Arbeitsstation gebunden. Auch in bestehende Anlagen ist es einfach einzubinden. Xcalibur von Thermo Fisher Scientific, Chemstation von Agilent, Analyst von AB Sciex und Clarity von Data-Apex sind bereits mit der Software abgestimmt.

Dosierexpertise gepaart mit Automatisierungstechnik

In den vergangenen Jahren gewann die Chronos-Software bereits mehrere Auszeichnungen, etwa den Innovationspreis der Initiative Mittelstand 2012. Auch mit anderen Partnern hat Axel Semrau erfolgreiche Projekte auf den Weg gebracht. Ein besonderes Highlight stellt Chronos Quantos dar. Dabei handelt es sich um ein System, mit dem sich komplexe Dosier- und Wägeaufgaben erstmals voll automatisiert in die Probenvorbereitung einbinden lassen. Hierfür kooperierte Axel Semrau mit Mettler-Toledo und Jüke Systemtechnik sowie Trajan Scientific and Medical. Die Kombination aus exakter Dosier- und Wägetechnologie mit dem Steueralgorithmus Chronos wurde auf der Analytica 2018 mit dem Application Award in der Kategorie Labortechnik ausgezeichnet.

Axel Semrau ist heute daher nicht mehr nur für einen zuverlässigen Vertrieb von Spezialanalytik-Geräten bekannt, sondern entwickelt auch erfolgreich eigene Hard- und Software für Komplettlösungen. Die Systeme werden u.a. in der Lebensmittel- und Kosmetikanalytik, Umwelt-, Luft- und Wasseranalytik sowie Polymeranalytik eingesetzt. Bereits ein Viertel der Mitarbeiter widmet sich im Unternehmen dem Bereich Software. In enger Zusammenarbeit mit Applikationsspezialisten und Kunden entwickeln und betreuen sie neue Produkte, die folglich stark praxisorientiert sind.

Um auch weiterhin innovativ und kundennah zu arbeiten, ergänzt das Unternehmen sein Team zunehmend mit jungen Kollegen, die von den „alten Hasen“ lernen und frischen Wind einbringen. Während die Neuzugänge individuelle Entwicklungsmöglichkeiten erhalten, profitiert die Firma von kreativen Ideen und neuem Input für die Produktentwicklung. Die Chancen auf weitere preisverdächtige Analysesysteme stehen also gut.

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Interview mit Axel-Semrau-Geschäftsführer Dr. Andreas Bruchmann: „Immer weniger Zeit für die Analyse: Automatisierung ist der Schlüssel“

LABORPRAXIS: Begonnen hat Axel Semrau mit dem Vertrieb von Laborprodukten, mittlerweile sind zahlreiche, eigene Produkte hin-zugekommen. Warum machten Sie den Weg vom Händler zum Hersteller?

Dr. Andreas Bruchmann: Der Schritt hin zu einem deutlich größeren Anteil an eigenen Produkten kam durch die langjährige Erfahrung aus dem reinen Vertriebsgeschäft. Als reines Vertriebsunternehmen ist man sehr abhängig von den Entscheidungen anderer, sowohl was die Weiterentwicklung der Produkte angeht, als auch die Vertriebskanäle. Es gehört zum Alltag, dass Lieferanten wechseln, weil sie entweder eigene Vertriebswege aufbauen, von anderen Unternehmen aufgekauft werden, die andere Vertriebskanäle haben, oder schlichtweg durch falsche oder fehlende Entwicklungen, nicht den Anforderungen des lokalen Marktes entsprechen und nicht mehr wettbewerbsfähig sind. Die erste Produktlinie, bei der wir eigene Lösungen etabliert haben, sind die Odor-Produkte. Nachdem wir dort deutlich größeren Einfluss auf Herstellung und Vertrieb hatten, wuchs dieser Bereich sehr stark. Diese Erfahrung konnten wir dann auf die Automatisierungslösungen für chromatographische Analytik übertragen. Ganz wesentlich war immer, dass wir die Software für die Geräte selbst entwickeln. Im Odor-Bereich ist dies das Odor-Online-Paket, in der Chromatographie die Chronos-Software. Damit liegt eine wesentliche Komponente eines kompletten Systems ganz in unserer Hand. Bei der Entwicklung von neuen Systemen ist wiederum unsere Historie als Vertriebsunternehmen sehr hilfreich. Wir sehen neue Produkte und Lösungen immer sehr stark aus der Sicht unserer Kunden, sodass wir sehr schnell auf Anforderungen des Marktes reagieren.

LABORPRAXIS: Was waren weitere Meilensteine in der Unternehmensgeschichte von Axel Semrau?

Bruchmann: Ein wichtiger Meilenstein in der jüngeren Unternehmensgeschichte war 2006 der Release der ersten Chronos-Version für die damaligen CTC-Roboter. Diese Software bildet die Grundlage für unsere heutigen Automatisierungslösungen. Im Jahre 2012 hat sich CTC entschieden, eine spezielle Version seinem weltweiten Händlernetzwerk zur Verfügung zu stellen. Daraus entwickelte sich eine sehr enge Zusammenarbeit in der Entwicklung, die bis heute äußerst erfolgreich weitergeführt wird. Ein weiterer Meilenstein war die Etablierung eines Komplettsystems für die Analytik von MOSH/MOAH im Jahre 2011. Bei dieser Analytik ist Axel Semrau inzwischen Weltmarktführer mit weit über 100 Systeminstallationen weltweit. Die Internationalisierung von Axel Semrau fand ihren bisherigen Höhepunkt in der Übernahme des weltweiten Händlernetzwerkes von Spark Holland, das seit dem 1. Januar 2019 von uns mit Online-SPE-Systemen auf Basis von Spark-Hardware und Steuerung über Chronos beliefert wird.

LABORPRAXIS: Gerade im Bereich der automatisierten Chromatographie haben Sie eine langjährige Expertise aufgebaut. Vor welchen Herausforderungen stehen die Labor­anwender derzeit in der Chromatographie?

Bruchmann: Gaschromatographie, Flüssigchromatographie und GCMS-Analytik sind Kernkompetenzen. Allerdings haben sich in den letzten Jahren die Anforderungen der Anwender geändert. Es steht viel weniger als noch vor zehn Jahren die Gerätetechnik im Mittelpunkt. Vielmehr geht es um die Anwendung. Wir sehen den Trend wie im PC-Markt in den 1990ern: weg von der Begeisterung für die technischen Features eines Systems hin zu den Anwendungen im täglichen Betrieb. Dabei stehen unsere Kunden in der chromatographischen Analytik heute vor mehreren Herausforderungen. Zum einen werden immer mehr Analysenergebnisse in immer kürzerer Zeit benötigt. Parallel dazu geraten aber die Preise, die der Markt bereit ist für gute Analytik zu zahlen, immer mehr unter Druck. Auch wird es für Labore immer schwerer, Personal zu finden. Ein Trend, der sich in den nächsten Jahren gewiss fortsetzen wird. Basierend auf diesen Anforderungen haben wir unser Konzept der kompletten Arbeitsplätze entwickelt, automatisierte Analysesysteme, die von uns komplett geliefert, aufgebaut und auch analytisch vollständig getestet und betreut werden.

LABORPRAXIS: 2018 haben Sie auf der Analytica mit Chronect Quantos ein gemeinsames Projekt mit Mettler Toledo zur automatischen Probenvorbereitung vorgestellt. Was darf man in diesem Jahr erwarten?

Bruchmann: Wir werden uns in einem neuen Design und mit verschiedenen Neuigkeiten präsentieren. Wir stellen u.a. ein komplettes System zur Herstellung von Multistandards z.B. Pestizid-Standards inklusive Software zur Verwaltung dieser Standards vor. Das System erfüllt die Anforderungen, die heute von den SANTE-Richtlinien an die Herstellung von Pestizid-Standards gestellt werden, durch eine Kombination von automatischen Liquid Handling, gravimetrischer Kontrolle des Liquid Handlings und einer entsprechenden Software zur Verwaltung und Nachverfolgbarkeit. Unser Arbeitsplatz für die Bestimmung von MCPD-Estern wird um die vollautomatische Umsetzung der 3-in-1-Methode sowie einer beschleunigten Umsetzung der Zwagerman-Methode erweitert. Auf Basis der LCGC-Technologie stellen wir ein vollautomatisches System zur Bestimmung des Eigehaltes von Lebensmitteln vor. Dazu wird wie in der §64-Methode beschrieben, für stärkehaltige Lebensmittel ein enzymatischer Aufschluss durchgeführt und das Cholesterin mittels LCGC vermessen. Das System arbeitet vollautomatisch. Nur das Einwiegen der Probe geschieht noch manuell. Eine Erweiterung unseres MOSH/MOAH-Arbeitsplatzes automatisiert die Aufreinigung mittels Aluminiumoxidsäulen vollständig. Eine neue Software wurde speziell für die Auswertung von MOSH/MOAH-Analysen entwickelt. Unsere Online-SPE-Produktserie wird durch ein neues Modul erweitert, das es erlaubt, die SPE-Kartuschen unter UHPLC-Bedingungen bis zu 1000 bar zu eluieren. Der Roboter Chronect Robotic XYZ wird ab der Analytica auch in Längen bis zu 3 m verfügbar sein. Ein neues präparatives HPLC-System von Teledyne Isco, der ACCQ-Prep 150, verbindet eine kompakte Bauweise mit einfacher Bedienung und verschiedenen Detektionsmöglichkeiten bis hin zur MS-Detektion.

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