SOFTWARE & LIMS LIMS und ELN - Integration vs. Verknüpfung

Der gleichzeitige Einsatz von LIMS (Labor-Informationsmanagementsysteme) und ELN (elektronische Laborbücher) im Labor führt naturgemäß zu Konflikten. Die Lösung für das Problem ist eine Software, die LIMS und ELN integriert.

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Der gleichzeitige Einsatz von LIMS (Labor-Informationsmanagementsysteme) und ELN (elektronische Laborbücher) im Labor führt naturgemäß zu Konflikten. Es stellt sich laufend die Frage, ob eine Information im LIMS oder im ELN erfasst werden soll. Für den Informationszugang muss entsprechend in zwei Systemen gesucht werden. Schnittstellen zu Geräten oder einem ERP müssen für jedes System implementiert werden. Die Lösung für das Problem ist eine Software,die LIMS und ELN integriert.

Die Resultate jeder Labortätigkeit werden in Form von Daten gespeichert und sollen die Reproduzierbarkeit und Rückverfolgbarkeit der Prozesse dokumentieren. Die Daten liegen in modernen Labors ausschließlich digital vor. Um die Laborprozesse effizient zu gestalten, werden für das Datenmanagement elektronische Hilfsmittel eingesetzt.

Zu Beginn der 80er Jahre wurden Labor-Informationsmanagementsysteme (LIMS) entwickelt. Sie bewährten sich für Laborprozesse, bei denen Daten hoch strukturiert anfielen wie typischerweise in Produktionslaboratorien. Etwa Mitte der 90er Jahre tauchten die ersten elektronischen Laborbücher (ELN) auf. Sie bewährten sich für Laborprozesse, bei denen Daten unstrukturiert anfielen wie typischerweise in F&E-Laboratorien. Die reale Laborwelt ist aber nicht entweder „LIMS-phil“ oder „LIMS-phob“.

Das Dilemma

Spätestens wenn im gleichen Unternehmen LIMS und ELN eingesetzt werden, wird realisiert, dass Laborprozesse weder mit dem einen noch mit dem anderen System optimal abzubilden sind. Je nach Prozessschritt liegen die Daten entweder hoch strukturiert, vollständig unstrukturiert oder in partiell strukturierter Form vor.

Ein LIMS ist darauf ausgelegt, Daten hoch strukturiert abzulegen, ein ELN (electronic laboratory notebook) ist darauf ausgelegt, Daten unstrukturiert abzulegen. Das Dilemma im Laboralltag besteht darin, dass nicht nur strukturierte oder unstrukturierte Daten abgelegt werden möchten, sondern auch partiell strukturierte. Zudem ändert sich der Strukturierungsgrad häufig und ist in der Regel vom Prozessschritt abhängig. Der Strukturierungsbedarf einer Information hängt von der Problemstellung eines Prozessschrittes ab.

Wenn durch die Abfolge der Prozessschritte der Strukturierungsbedarf der Information häufig wechselt, wird die Information teilweise im LIMS und teilweise im ELN abgelegt. Wird aus Gründen der Informationsübersicht die Information nur in einem System abgelegt, werden zumindest einige Anwender die Software für ihre Bedürfnisse als unzweckmäßig empfinden.

Wenn im gleichen Bereich LIMS und ELN eingesetzt werden, ist das Laborpersonal immer vor die Frage gestellt, ob die Daten im LIMS oder im ELN abzulegen sind. Bei der Suche von Daten stellt sich die Frage erneut und es muss dann sogar in zwei Systemen gesucht werden. Diese Doppelspurigkeit hat weitere Konsequenzen.

So müssen etwa Schnittstellen zu Geräten oder einem ERP für jedes System realisiert werden. Ebenso müssen Projektdaten, Ressourcenplanung und -abrechnung doppelspurig gepflegt werden. Das Reporting zu einem Projekt mit Daten aus zwei Systemen ist nicht effizient zu haben. Als Konsequenz daraus wird auf Elementares verzichtet und der Medienbruch zwischen LIMS und ELN führt zu Informationsverlust. Daraus ergeben sich ungenutzte Chancen.

Die Lösung

Eine Software wird von den Anwendern immer dann als gut empfunden, wenn sie in der Lage ist, die Arbeitsprozesse abzubilden. Wenn man von den Systemen LIMS und ELN ausgeht, gibt es grundsätzlich zwei Arten, wie die realen Laborprozesse abgebildet werden können. LIMS und ELN werden entweder verknüpft oder integriert (Begriffsklärung s. Kasten).

In Tabelle 1 werden die Eigenschaften einer Softwarelösung verglichen, wenn LIMS und ELN entweder integriert oder verknüpft werden. Wenn die Laborprozesse in einer integrierten LIMS-ELN-Lösung abgebildet werden, kann das Wissen auch prozessübergreifend dokumentiert werden. Wenn in dieser Lösung Information gesucht wird, präsentiert sich diese automatisch im richtigen Kontext. In einer verknüpften LIMS-ELN-Lösung ist der Kontext einer Information nur durch zusätzliche Suchaktivitäten zu erkennen, da die Information prinzipiell in zwei Systemen liegen kann.

Aufgrund des erschwerten Informationszugangs ist es in der verknüpften Lösung schwieriger, eine vollständige Informationsübersicht über die Fakten zu gewinnen als in der integrierten. Der ganze Proben- und Experiment-Overhead wie Projektverwaltung, Ressourcenplanung und -abrechnung muss bei verknüpften LIMS und ELN doppelt oder ansonsten in einer dritten Fremdlösung gemacht werden. Die Doppelspurigkeit ergibt sich auch bei Schnittstellen wie etwa zu Geräten oder einem ERP.

Falls ein verknüpftes LIMS-ELN System im GxP-Umfeld eingesetzt werden soll, erhöhen sich auch die Qualifizierungsaufwände beträchtlich im Vergleich zu einer integrierten Lösung.

Bei einer Neuanschaffung eines ELN oder LIMS in eine Umgebung, in der der andere Verknüfpungskandidat bereits vorhanden ist, muss eine sorgfältige Kostenabschätzung gemacht werden. Die Beschaffung eines integrierten ELN-LIMS wird in dieser Situation die wirtschaftlichere Lösung sein. Auf dem zweiten ELN-Jahresforum im Juni 2005 in München hat die AAC Infotray AG als erstes Softwarehaus eine integrierte LIMS-ELN-Lösung präsentiert.

Das Produkt zeichnet sich durch hohe Flexibilität aus. Probendaten können direkt beim Experiment angezeigt werden oder Experimentdaten bei den Proben. Das Produkt ermöglicht auch jederzeit eine Probe nur mit LIMS-Funktionalität abzuarbeiten oder andererseits ein Experiment ganz ohne Bezug zu LIMS-Proben durchzuführen. Dank dem integrierten Ansatz sind die Informationen am richtigen Ort und immer im richtigen Kontext zu finden. Mit der dem Prozessschritt angepassten Datenablage einerseits und der freien Zugänglichkeit zu den Daten andererseits, fallen die Schranken zwischen LIMS und ELN.

Beispiele integrierter Lösungen

Ein F&E-Labor führt im Rahmen von Projekten Experimente durch. Die Protokolle werden im ELN geschrieben. Die Resultate sind ermutigend und der Projektleiter möchte eine Kleinstproduktion eines Produktes vornehmen. Die Dokumentation der Chargenresultate erfolgt im integrierten LIMS. Die Proben werden dem erwähnten Forschungsprojekt zugeordnet. Wenn der Projektleiter alle Daten des Projektes lädt, wird er folglich die Experimentberichte und die Resultate mit verwendeten SOP’s der produzierten Proben finden. Die integrierte Limsophy-Lösung gibt dem Projektleiter alle Informationen im richtigen Kontext wieder.

Das zweite Beispiel ist der Einsatz von Limsophy als ERP für das Dienstleistungslabor. Das Labor bietet nebst klassischer Analytik auch die Durchführung von Inspektionen und Audits an. Dabei kommt es vor, dass Aufträge nur aus Analytik, nur aus Audit oder aus beidem bestehen. In letzterem Fall nutzt der Anwender die Fähigkeit der integrierten Limsophy Lösung um das Gutachten per Knopfdruck zu erhalten. Das Gutachten, das im ELN geschrieben wird, integriert z.B. an der gewünschten Stelle automatisch die dazugehörigen Probenreports. Es ist selbstverständlich, dass auch die Fakturierung des gesamten Auftrags automatisch erfolgen kann.

*Dr. K. Ehrensberger, AAC Infotray AG, 8406Winterthur/Schweiz

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