Das Labor der Zukunft

Artikel vom 31. Januar 2014 

Laborautomation von Festo - das Labor der Zukunft

Wer kennt ihn nicht, den lästigen aber notwendigen Piekser beim Arzt? Doch was geschieht eigentlich nach der Blutentnahme mit der Probe? Hier kommen Analyselabore ins Spiel. Dort werden zunächst die individuellen Daten wie der Patientenname oder die zu ermittelnden Analysen erfasst, welche über einen Barcode auf dem Probenträger abrufbar sind.

Als nächster Schritt folgt das Zentrifugieren, bei dem durch eine schnelle Rotationsbewegung das Blut in feste und flüssige Bestandteile getrennt wird. Erst dann ist das Labor in der Lage, die Probe auf bestimmte Antikörper oder Viren zu überprüfen. Um dabei sichere Ergebnisse zu erzielen, müssen genau definierte Laborabläufe reproduzierbar, effizient und zuverlässig durchgeführt werden. Automatisierungstechnik spielt daher in der Medizin- und Diagnostikbranche eine wesentliche Rolle.

Modulare Plattform für die Laborautomatisierung

Eine neuartige Laborplattform der Firma Festo zeigt, wie die Zukunft der Laborautomation aussehen kann. Sie bildet einen sogenannten ELISA-Test (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) realitätsnah ab. Neun Module demonstrieren den gesamten Prozessablauf.

Dazu gehören die automatisierte Handhabung einzelner Probengefäße, die dem Probenträger entnommen oder zugeführt werden, das Öffnen und Schließen von Probengefäßen und das Entnehmen und Zuführen von Flüssigkeiten im Nanoliterbereich. Dabei stehen Dosierpräzision sowie Modularität, Flexibilität und Erweiterbarkeit der Anlage im Vordergrund. Neben Komponenten von Festo können auch Produkte anderer Hersteller auf der Plattform integriert werden. So lassen sich Lösungen für jede Anwendung individuell gestalten.

In der Laborautomatisierung wird Modularität großgeschrieben
In der Laborautomatisierung wird Modularität großgeschrieben

Der Pipettierprozess im Fokus

Die Bearbeitung der Blutprobe läuft auf der Laborplattform vollautomatisiert ab, was am Beispiel des Pipettierprozesses deutlich wird: Zunächst bringt ein zentrales Transportsystem die Blutprobe auf einem Probenträger zum Pipettiermodul. Dort transferiert eine sehr präzise Pipette eine definierte Menge an flüssigen Blutbestandteilen aus dem Entnahmeröhrchen in jedes Analysegefäß. Anschließend werden die Analysegefäße wieder über das Zustellsystem auf der Plattform zum nachfolgenden Modul im Prozess transportiert. Gesteuert und kontrolliert wird dieser Ablauf mit einer Steuerung von Festo.

Blick in die Zukunft

Künftig werden in der Laborautomatisierung verschiedene Arbeitsmodule automatisch verkettet. Sie sind dann mit einer dezentralen Intelligenz ausgestattet und damit in der Lage, selbstorganisiert neue Analyseprozesse durchzuführen.

Die modulare Arbeitsplattform von Festo gewährleistet zum Teil bereits eine solche Selbstorganisation der Arbeitsmodule. Einzelne Komponenten verfügen über einen integrierten Mikrocontroller, der sich beim Einschalten an der übergeordneten Steuerung mit den Funktionen des Moduls anmeldet („Ich bin ein Pipettiermodul“) und seinen Funktionsstatus meldet („und ich bin betriebsbereit“). Damit zeigt die Anlage erste Ansätze, die der Vision einer vernetzten Produktion näher kommen.

Die Laborplattform von Festo können Sie hier in Aktion sehen: