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Achema Pulse 2021 Tolles und Tücken im Labor der Zukunft

Redakteur: Christian Lüttmann

Wenn es auf einer Messe über Labore geht, führt seit Jahren kein Weg daran vorbei: das „Labor der Zukunft“ – wahlweise auch Labor 4.0 oder Smart Lab genannt. Es ist in aller Ohren, doch was davon ist schon Realität? Auch die Achema Pulse stellt diese Frage und zeigt, was schon geht – zumindest theoretisch.

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Labormodule im hexagonalen Design, ein Roboterarm und miteinander kommunizierende Geräte – so präsentiert sich das Labor der Zukunft auf der Achema Pulse (im Bild: Saskia Reichelt von Smart Labs Solutions und Dr. Simon Bungers von Labforward während einer digitalen Vorführung auf der Achema Pulse).
Labormodule im hexagonalen Design, ein Roboterarm und miteinander kommunizierende Geräte – so präsentiert sich das Labor der Zukunft auf der Achema Pulse (im Bild: Saskia Reichelt von Smart Labs Solutions und Dr. Simon Bungers von Labforward während einer digitalen Vorführung auf der Achema Pulse).
(Bild: Achema Pulse)

Frankfurt a. M. – Labore gibt es schon seit Jahrhunderten. Während die Alchemisten und Gelehrten der damaligen Zeit im Wesentlichen mit ein paar Glasgeräten und einigen Pulvern und Tinkturen auskommen mussten, stecken heutige Labore voller Technik. Ohne die sind die modernen Analysen gar nicht mehr durchführbar, sei es, weil die Auswertung auf komplexen mathematischen Operationen fußt oder weil schlicht das Probenaufkommen zu groß ist, um es ohne Automation noch bewältigen zu können. Die Datenverarbeitung und Automatisierung haben also bereits vieles effizienter gemacht oder gar erst ermöglicht.

Und genauso geht es weiter, wie eine Präsentationsreihe zum Labor der Zukunft auf der Achema Pulse demonstriert. So kann etwa ein digitaler Laborassistent die Mitarbeiter bei Aufgaben im Labor unterstützen. Ein Beispiel hierfür ist der Laboperator von Labforward. Dieser kann beispielsweise bei einem ELISA-Test zum Erkennen von bakteriellen und viralen Erkrankungen unterstützen. Hierfür gibt es einen interaktiven Workflow, der selbst unerfahrene Anwender sicher durch den Prozess führt. Neben der Schritt-für-Schritt-Anleitung, die sich auf einem Touchscreen durchklicken lässt, sind vor allem Gerätevernetzungen der Schlüssel dieses Laborassistenten. So kann der Anwender etwa jederzeit den Status der laufenden Zentrifuge erkennen und wird informiert, wenn dieser Schritt abgeschlossen ist. Wenige Millimeter große Sensorkugeln geben die aktuelle Temperatur aus den Reaktionsgefäßen drahtlos an das LIMS weiter. Per Barcode lassen sich Probenlösungen registrieren und sofort auf deren Haltbarkeit überprüfen. Auch Proben-IDs werden so erfasst und gleich im Protokoll hinterlegt. Wenn die Probenvorbereitung abgeschlossen ist, öffnet sich automatisch das Photometer und kann mit der Mikrotiterplatte beladen werden.

Laborbank als modulare Bienenwaben

Wenn es nach den Entwicklern von I-Hex geht, finden alle Arbeitsschritte zudem bald nur noch auf sechseckigen Laborelementen statt, die sich nach Bedarf mit wenigen Handgriffen umordnen lassen. In der so entstehenden Bienenwaben-artigen Laborlandschaft sollen Geräte möglichst unter der Arbeitsfläche verschwinden, etwa Waagen oder Vorratsflaschen für Dispenser. Besonders für Forschungslabore ist dieses flexible Konzept interessant, da hier immer wieder neue Projekte bearbeitet werden und die Anforderungen an die Laborausstattung dementsprechend nie von Dauer sind.

Die Vision vom Plug-and-Play solcher Labormodule mit Anschlüssen für Strom und Ethernet ist bereits umgesetzt. Anwender können eine mobile Wabe einfach in die entsprechende Basisstation andocken, und schon sind die Verbindungen hergestellt. Für Gasversorgung oder Arbeiten im Abzug ist dieses Maß an Flexibilität aber noch zu hoch – bisher jedenfalls. Und auch so ist das I-Hex-System bisher noch ein Pilotprojekt, was noch keinen Platz im Forschungsalltag gefunden hat.

Digital, aber nicht perfekt

Generell gilt: Das Labor der Zukunft ist kein konkretes Design, kein ultimatives Ziel, sondern mehr ein Prozess, der schon lange begonnen hat und noch lange weitergehen wird. Denn obwohl die Digitalisierung sich schon heute durch viele Bereiche im Labor zieht, ist es längst nicht immer so einfach wie es sein sollte. Da hängt sich schon einmal das Betriebssystem des digitalen Laborassistenten auf, oder der Computer bietet nicht die erwarteten Wahlmöglichkeiten im Menü, sodass Anwender doch wieder den Kollegen fragen.

Noch fehlt der letzte Schritt, um wirklich intuitiv und digital gesichert im Labor zu arbeiten. So ist etwa eine Inventur-App, die jederzeit den Standort von Chemikaliengebinden bis auf die Schrankschublade genau anzeigt, zwar ausgesprochen nützlich – bisher aber noch auf die Sorgfalt der Anwender angewiesen. Die müssen die Gebinde stets per QR-Scan an den jeweiligen Orten ein- und auschecken. Ein Schritt, der theoretisch bereits durch RFID-Chips abgelöst werden kann. Aber vieles aus dem Labor der Zukunft ist – zumindest im praktischen Arbeitsalltag – eben doch genau dies: Zukunft.

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