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Analytik-Datenbank

Von Chromatographie bis Spektroskopie: Messdaten homogen handhaben

| Autor/ Redakteur: Dr. Isabelle Spenner* / Dr. Ilka Ottleben

Die Anforderung, alle Messdaten aus dem Labor zentral zu managen, nimmt durch behördliche Auflagen stetig zu. Datenbankbasierte Plattformen für Analysengeräte bieten dabei eine komfortable Lösung für die einheitliche Verwaltung aller Daten – von der HPLC über das UV-Spektrometer bis hin zum TOC-Gerät.

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Abb. 1: Messergebnisse ausgedruckt auf Papier – im Zuge der zunehmenden Digitalisierung des Labors gehören sie nahezu der Vergangenheit an.
Abb. 1: Messergebnisse ausgedruckt auf Papier – im Zuge der zunehmenden Digitalisierung des Labors gehören sie nahezu der Vergangenheit an.
(Bild: ©foxaon - stock.adobe.com)

Im Kleinen kennt es jeder von zuhause – die Archivierung der privaten Buchhaltung in gedruckter Form gelingt je nach Sorgfalt und Hingabe dem einen besser dem anderen schlechter. Doch ist allzu leicht mal eine Rechnung „verschwunden“ und reihenweise Aktenordner machen den Wohnraum weder größer noch schöner. So manch einer archiviert daher auch daheim bereits elektronisch – doch auch hier bedarf es eines gewissen Systems will man seine Daten auch nach Jahren schnell wieder auffinden und sicher verwahren.

Elektronische Messdaten sicher handhaben

Die Digitalisierung im Labor macht indes auch vor den ausgedruckten Messergebnissen auf Papier nicht halt: nach und nach werden sie durch die digitale Ablage von Messdaten ersetzt. Doch so wie die früheren papierbasierten Chromatogramme und Spektren abgeheftet und archiviert wurden, muss auch bei elektronischen Daten ein Ablagesystem vorhanden sein. Dabei stehen besonders die sichere Speicherung der Daten und der Schutz vor Manipulation im Vordergrund. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden die herkömmlichen dateibasierten Softwarelösungen sukzessive durch Datenbanksysteme ersetzt. Diese Entwicklung ging von der Pharmaindustrie aus. Um die Patientensicherheit zu gewährleisten und eine Manipulation von Messergebnissen zu verhindern, wurden durch die amerikanische Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde FDA bereits in den 1990er Jahren Anforderungen an die elektronische Datenverarbeitung und -Speicherung formuliert. In den Regularien der Leitlinie 21 CFR Part 11 sind die Forderungen der FDA bezüglich elektronischer Aufzeichnungen und elektronischer Unterschriften aufgelistet.

Doch nicht nur für die Pharmaindustrie spielen Datenintegrität und Compliance eine Rolle. Mit der neuesten Revision der ISO17025 öffnet sich auch diese Norm gegenüber der elektronischen Datenverarbeitung. Damit rücken Themen wie die Risikoabschätzung bei der Verwendung elektronischer Messdaten in den Blickpunkt der ISO-Auditoren. Die Umstellungsfrist für die neue ISO endet im November 2020, sodass sich alle akkreditierten Labore mit den Veränderungen der Norm und deren Auswirkung auf ihr Labordatenmanagement beschäftigen müssen.

Zukunftssicherheit durch CDS-Datenbanken

Für diese behördlichen Auflagen und Anforderungen gerüstet zu sein, ist mit klassischer dateibasierter Software nur schwer lösbar. In diesen Softwarelösungen sind zwar benutzerspezifische Einstellungen und Rechtevergaben möglich, aber durch die darunterliegende Struktur der Datenablage ist eine nachträgliche Manipulation oder ein (un)absichtliches Löschen von Datensätzen nicht grundsätzlich zu verhindern.

Daher haben sich besonders im regulierten Umfeld so genannte CDS-Systeme etabliert: Als Chromatographiedatenbank-Software (CDS) bieten diese Lösungen die Ablage von Messdaten unterschiedlicher chromatographischer Messgeräte wie GC oder LC in einer gemeinsamen Datenbank. Durch dezidierte Benutzerkonten und ein Rechtemanagement kann somit nicht nur der Zugriff auf einzelne Geräte oder Projekte gesteuert werden, sondern das Löschen oder die Veränderung von Datensätzen und Messergebnissen wird ebenfalls durch das System verhindert bzw. stark kontrolliert (s. Abb. 2).

So können feingliedrige Benutzerprofile erstellt werden, die die Zuständigkeiten und Aufgabenbereiche der einzelnen Mitarbeiter genau widerspiegeln. Hat ein Mitarbeiter etwa in einem Projekt die Messdaten aufgenommen, wird er dort nicht für die Freigabe der Ergebnisse autorisiert. In einem zweiten Projekt kann er bei entsprechender Qualifikation und Zuständigkeit aber die von einem Kollegen aufgenommenen Daten durchaus bewerten und freigeben.

Chromatographiedaten – und mehr

Die neueste Generation an Labordatenbanksoftware bietet jedoch noch deutlich mehr als das Handling von Chromatographiedaten. Umfassende Lösungen, wie die Labsolutions CS von Shimadzu, bieten neben der Anbindung von LC- und GC-Systemen auch die Integration weiterer analytischer Laborinstrumente wie Spektroskopiegeräte oder TOC-Analysatoren (s. Abb. 3).

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Ob in der Elementspektroskopie wie ICP, AAS oder Molekülspektroskopie wie UV, IR oder RF – alle Mess­ergebnisse lassen sich ebenso in die Datenbank integrieren und weiter auswerten. Somit sind eine einheitliche Verwaltung, Auswertung und Speicherung aller auf den verschiedenen Geräten aufgenommenen Messdaten in einer gemeinsamen Software möglich.

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Besonders bei der Freigabe von Messergebnissen kann in solchen Systemen schnell und effizient zwischen verschiedenen Analysenmethoden gewechselt werden. Wird eine Substanz beispielsweise mit unterschiedlichen Geräten analysiert, um mehrere Parameter zu erfassen, können die Daten innerhalb der Datenbank der gleichen Probe zugeordnet und dort gemeinsam betrachtet werden. Somit sind Abhängigkeiten oder Abweichungen durch die ganzheitliche Betrachtung leichter zu erkennen und zu identifizieren.

Doch auch für den Labormitarbeiter bietet ein homogenes Handling der analytischen Messdaten eine große Arbeitserleichterung. Durch die wiederkehrende grafische Benutzeroberfläche ist es leichter möglich, sich in die Bedienung und Steuerung neuer Geräte sowie die Auswertung der Messergebnisse einzuarbeiten, und schnell können Prozesse wie die Integration der Peaks bei verschiedenen Chromatographie- und Massenspektrometriegeräten vereinheitlicht werden. So lassen sich Arbeitsabläufe optimieren und Einarbeitungsphasen effizient verkürzen.

Neue Dimension der Analytik-Datenbank

Chromatographiedatenbank-Software-Systeme bieten ein komfortables und sicheres Management von Messdaten im analytischen Labor. Durch die umfangreichen Personalisierungsmöglichkeiten lassen sich die internen personellen Strukturen und Zuständigkeiten der einzelnen Mitarbeiter abbilden. Ist es zusätzlich möglich auch Spektroskopiedaten und weitere Messergebnisse anderer Analysatoren wie TOC-Geräten mit in die Software einzubinden, erreicht das CDS-System gewissermaßen eine neue Dimension und wird von der reinen Chromatographie-Datenbank zu einer umfassenden Analytik-Datenbank.

* Dr. Isabelle Spenner: Shimadzu Deutschland GmbH, 47269 Duisburg

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