smartLAB zeigt Szenen aus dem digitalen Laboralltag von morgen
LABVOLUTION mit BIOTECHNICA 2017
Wie funktioniert das intelligente Labor der Zukunft? Auf diese Frage gibt das smartLAB auf der Labvolution in Hannover verschiedene Antworten. Manche davon sind visionär, andere können heute schon in den Laboralltag integriert werden. Ein Highlight während der drei Messetage vom 16. bis 18. Mai werden die drei live vorgeführten smartLAB Use-Cases aus den Bereichen Biotechnologie, Umwelttechnik und Lebensmitteltechnik sein. In ihrer zweiten Auflage zeigt die Sonderschau zum Labor der Zukunft die Vorteile einer flexiblen, digitalen Vernetzung, den Einsatz von Automation und Robotik, integrierte funktionale Oberflächen und die Effekte eines modularen Konzeptes.
Use-Case 1: Bioreaktorinokulation
Moderne Biopharmazeutika wie etwa Antikörper zur Krebstherapie werden mithilfe von Bioprozessen hergestellt. In diesen Prozessen wachsen Mikroorganismen oder tierische Zellen in einem Bioreaktor und produzieren den gewünschten Wirkstoff. Jeder Prozess startet zunächst im kleinen Maßstab in einem Schüttelkolben und wird über mehrere Prozessschritte hochskaliert, bis die Organismen in den Bioreaktor überführt werden können. Während des Wachstums im Reaktor werden regelmäßig Proben genommen, um den Prozessverlauf zu dokumentieren. Wichtige Parameter sind unter anderem die Biomassekonzentration sowie Nährstoff- und Metabolitkonzentration. Neben der direkten Analyse der Proben ist es üblich, Kulturüberstände für spätere Untersuchungen einzufrieren. Dieser Ablauf wird im smartLAB im Use-Case Bioreaktorinokulation abgebildet. Zum Einsatz kommen dabei unter anderem 3D-Druck, mobile Kommunikation, eine Datenbrille, ein Roboter sowie die automatische Dokumentation.
Use-Case 2: Phosphatanalytik
Pflanzen brauchen Phosphor. Der Bodennährstoff unterstützt Stoffwechselvorgänge und wird für den Aufbau der DNA benötigt. Da Phosphatverbindungen jedoch nicht überall in ausreichender Menge zur Verfügung stehen, kommt der Düngung mit Phosphaten im Bereich Landwirtschaft oder Gartenbau eine wichtige Bedeutung zu. Um bedarfsgerecht zu düngen, ist vorab eine Bodenanalyse erforderlich.
In diesem Use-Case wird der Phosphatgehalt einer Bodenprobe photometrisch bestimmt. Der gesamte Prozess im smartLAB wird über das Tablet des Laboranten gesteuert. Scanner, Datenbrille und Roboter kommen zum Einsatz, außerdem werden die Vorteile der Geräteintegration in die Wabenstruktur des Labors deutlich. Datenanalyse und Check der Kalibration erfolgen automatisch.
Use-Case 3: Lebensmittelanalytik
Molekularbiologische Verfahren auf DNA-Ebene sind dazu geeignet, um gentechnische Veränderungen oder mikrobielle Kontaminationen festzustellen. Im Use-Case Nummer 3 werden Lebensmittelproben (Popcorn) auf GMO-Mais mittels PCR-Analytik untersucht. Im smartLAB sendet der ThermoMixer eine Mitteilung an das Smartphone des Laboranten, sobald die Probe weiterbearbeitet werden kann. In der Datenbrille werden sämtliche nächsten Anweisungen eingeblendet. Zum Einsatz kommt unter anderem ein Telepräsenzroboter, mit dem ein Kollege in einem anderen Labor kontaktiert wird.
Die Partner von smartLAB 2017 sind folgende Unternehmen und Institutionen: die Eppendorf AG, das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Herr M, iTiZZiMO, Köttermann, labfolder, Lorenscheit, LUPYLED, PreSens, Sartorius, Schmidt + Haensch, Zühlke Engineering, die Deutsche Messe AG sowie in leitender Funktion das Institut für Technische Chemie der Leibniz Universität Hannover. Gefördert wird das smartLAB 2017 von den niedersächsischen Ministerien für Wissenschaft und Kultur sowie für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr.
Die nächste Messe LABVOLUTION mit dem Life-Sciences-Event BIOTECHNICA findet vom 16. bis 18. Mai 2017 in Hannover statt.
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