Was ist das Smartlab

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Das Smartlab ist ein Plattform-Projekt von 13 Partnern aus Forschung und Industrie, die als Gemeinschaftsprojekt ein vernetztes und smartes Labor der Zukunft entwickelt. Im Rahmen der Labvolution mit Biotechnica vom 13. bis 16 Mai 2017 wird der Stand der Möglichkeiten einem großen Publikum in Form eines arbeitenden vernetzten Labors vorgestellt.

Das „Zukunftslabor“ begleitet das Smartlab als Veröffentlichungplattform und beleuchtet viele weitere Aspekte der derzeitigen und zukünftigen technischen Entwicklung von Laboren.

Die Use Cases im Smartlab

Wie funktioniert das intelligente Labor der Zukunft? Auf diese Frage gibt das Projekt verschiedene Antworten. Manche davon sind visionär, andere können heute schon in den Laboralltag integriert werden. Ein Highlight werden die drei live vorgeführten 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 mit Hilfe 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 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 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. Datenalanlyse 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 3 werden Lebensmittelproben (Popcorn) auf GMO-Mais mittels PCR-Analytik untersucht. Der der ThermoMixer sendet 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.

 

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microsite Zukunftslabor


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