Rückblick: BIOPRO/Festo Innovationstag zur Laborautomatisierung

Wie sieht die Laborautomatisierung der Zukunft aus? Welche Herausforderungen müssen bewältigt werden und welche Anforderungen stellen praktische Anwender an die Laborautomatisierung? Und wie kann Automatisierungstechnik unterstützend helfen, die Prozesse effizienter und verlässlicher zu machen? Diese und viele weitere Fragen wurden auf dem gemeinsam von der BIOPRO Baden-Württemberg GmbH und der Festo AG & Co. KG veranstalteten „Lab Automation Symposium“ am 20. September 2012 intensiv diskutiert.

Zu Beginn der Veranstaltung begrüßte Dr. Ulrich Stoll, stellvertretender Aufsichtsratsvorsitzender von Festo und Enkel des Festo-Gründers, die Gäste. „Da ich bereits selbst einige Jahre in einem US-Biotech-Unternehmen gearbeitet habe, ist mir die Bedeutung der Laborautomatisierung in besonderer Weise bewusst“, betonte Stoll. Das Grußwort der Landesregierung überbrachte Ministerialdirigent Günther Leßnerkraus, der in seiner Rede seine Wertschätzung für die Festo AG und deren Arbeiten im Bereich Laborautomatisierung deutlich machte. „Bei meinen Besuchen in verschiedenen Laboren zeigt sich immer wieder, dass ein großer Teil der Arbeiten manuell durchgeführt werden muss und dass hier noch großes Potenzial für die Einführung von Automatisierungslösungen verborgen liegt.“

Anschließend wurden in Experten-Vorträgen und in der darauf folgenden Podiumsdiskussion die Hauptschlagworte, die im Zusammenhang mit Automatisierungskonzepten in der Human- und Molekulardiagnostik immer wieder genannt werden, thematisiert: Probenvorbereitung, Zellkultivierung, Biostabilisierung, Bio-Banking und Langzeitarchivierung.

Lebhafte Diskussion zwischen den Teilnehmern der Podiumsdiskussion © BIOPRO/Frederic Kindervater

Professor Michael Heller, University of California San Diego, stellte die Dielektrophorese auf dem Microchip vor - eine von ihm weiterentwickelte Methode, mit Hilfe derer verschiedene Moleküle oder Partikel und sogar Zelltypen/Bakterien direkt aus Flüssigkeiten wie zum Beispiel Vollblut separiert beziehungsweise aufkonzentriert werden können. Die so vorbereiteten Proben können dann direkt weiteren Analysemethoden, wie beispielsweise PCR oder Sequenzierung, unterzogen werden. Neben der reinen Probenaufbereitung eigne sich diese Methode beispielsweise als ‚Alarmsystem’ zur Krebsfrüherkennung, indem direkt aus dem Blut die Konzentration zellfreier zirkulierender DNA bestimmt werden könne, die bei Krebspatienten für gewöhnlich erhöht sei.

Biologisches Material ohne Kühlung konservieren

Im nächsten Experten-Vortrag beschrieb Dr. Rolf Müller, Biomatrica, eindrucksvoll die energiesparende Probenarchivierung bei Raumtemperatur. Mit Hilfe spezieller Biomoleküle, deren Entwicklung auf bionischen Erkenntnissen beruht, können Nukleinsäuren aus biologischen Proben wie Speichel, Blut oder Gewebe sofort nach Probenentnahme stabilisiert und bei Raumtemperatur gelagert werden. Auch Enzyme sollen künftig in ähnlicher Weise stabilisiert werden können. "Indem wir von der Natur lernen, wie biologisches Material auch ohne Kühlung konserviert werden kann, können wir einen Paradigmenwechsel in der Lagerung biologischer Proben herbeiführen und durch den Verzicht auf die Kühlkette den Kohlendioxidausstoß deutlich verringern", blickte Müller in die Zukunft. Im Anschluss daran erläuterte Dr. Thomas Schreiber von Greiner Bio-One in seinem Beitrag die Anforderungen, die der Automatisierungstrend in der Zellkultivierung an innovative Verbrauchsmaterialien in diesem Bereich stellt.

Dr. Thomas Joos, Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut (NMI) an der Universität Tübingen, Reutlingen, mahnte in seinem Vortrag an, dass auch die parallel ablaufenden methodischen Entwicklungen mit dem Automatisierungstrend mithalten müssten, um effizientes Arbeiten zu ermöglichen. „Unser momentaner Engpass liegt eindeutig in der Verfügbarkeit geeigneter Antikörper für unsere Versuchsansätze“, machte Joos deutlich, der am NMI Reutlingen Proteine/Biomarker mittels Antikörper-basierter Nachweissysteme analysiert. Im anschließenden Vortrag stellte Professor Berthold Huppertz mit der Biobank Graz die größte Biobank Europas und deren Aktivitäten im Bereich Automatisierungslösungen für moderne Archivierungssysteme vor. Für die Automatisierungsbranche hatte er eine klare Ansage: „Es ist essenziell, die Bereiche zu identifizieren, in denen Automatisierung notwendig und lohnenswert ist.“

Die Zukunft liegt zwischen High-Throughput- und manuellen Ansätzen

Erläuterte das Konzept der Festo LabFab: Dr. Wolfgang Gauchel © BIOPRO/Frederic Kindervater

Den Abschluss der Vortragsreihe bildeten Professor Albrecht Brandenburg, Fraunhofer IPM, und Dr. Wolfgang Gauchel, Festo, die ihre jeweiligen Entwicklungen auf dem Gebiet der Laborautomatisierung vorstellten. Sowohl der im Fraunhofer-Verbundprojekt entwickelte CellCultivator als auch die von Festo entwickelte LabFab setzen auf einen flexiblen modularen Aufbau der Automatisierungssysteme. Derzeit gebe es in den Laboren zwei Ansätze: High-Throughput-Ansätze, bei denen zwar große Probenmengen gehandhabt werden können, aber nur eine sehr geringe Flexibilität gegeben ist, und die manuellen Ansätze, bei denen nur kleine Probenmengen verarbeitet werden können. „Wir sehen das System der Zukunft genau zwischen diesen Bereichen. Ein Automatisierungssystem muss flexibel auf die jeweiligen Anforderungen eingehen können. Außerdem muss es auch von Laien schnell und einfach programmierbar sein“, betonte Gauchel.

Intensive Diskussion während der World-Café-Workshops © BIOPRO/Frederic Kindervater

Am Nachmittag bot sich den knapp 70 Teilnehmern der Veranstaltung die Möglichkeit, im Rahmen einer Führung die Forschungs- und Produktionsbereiche von Festo zu besichtigen oder an Workshops im World-Café-Format teilzunehmen. Dort wurden in lockerer Atmosphäre die zukünftigen Anforderungen an die Laborautomatisierung diskutiert. Die Kaffeepausen und das Mittagessen wurden als Gelegenheit zur intensiven wissenschaftlichen Diskussion genutzt, und um neue Kontakte zu knüpfen. Durch das Veranstaltungsprogramm führte Dr. Ralf Kindervater, Geschäftsführer der BIOPRO Baden-Württemberg.

Begleitet wurde die Veranstaltung von einer Ausstellung über aktuelle und zukünftige Automatisierungskonzepte. Dabei wurde auch die LabFab von Festo, eine flexible Automatisierungsplattform für die biologische/ pharmazeutische Forschung außerhalb des Hochsatzes, präsentiert. Der Prototyp bietet durch flexible Module und unkomplizierte Umbaumöglichkeiten ein neues Konzept für die Laborautomatisierung. Aktuell ist Festo auf der Suche nach einem Industriepartner, um das Produkt auf den Markt zu bringen.

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