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LABVOLUTION 2019, 21.-23. Mai
smartLAB/Labor der Zukunft

Schrittzählung: Der Workflow steht im Mittelpunkt

Wer schon vom Beginn der Prozesskette sein Probenhandling optimiert, spart auf Dauer Zeit und Geld. Automatisierung ist aber nicht die alleinige Lösung. Anregungen rund um die Workflow-Optimierung bietet die LABVOLUTION mit BIOTECHNICA vom 16. bis 18. Mai 2017 in Hannover.

28.02.2017
workflow-optimierung
Eine Vision, wie die Workflows im Labor von morgen aussehen können, zeigt die Sonderschau smartLAB auf der LABVOLUTION in Hannover

Hannover. Eine durchdachte Workflow-Optimierung trägt entscheidend zum langfristigen Erfolg eines Auftrag-Labors bei – und das unabhängig von seiner Größe. Wer schon vom Beginn der Prozesskette sein Probenhandling optimiert, spart auf Dauer Zeit und Geld. Automatisierung ist aber nicht die alleinige Lösung. Anregungen rund um die Workflow-Optimierung bietet die LABVOLUTION mit BIOTECHNICA vom 16. bis 18. Mai 2017 in Hannover. Sie ist die europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflows. Mit der Sonderschau smartLAB – das intelligente Labor der Zukunft – zeigt die LABVOLUTION beispielhaft, wie Abläufe im Labor bei bester Vernetzung und Integration künftig aussehen können.

"Workflow-Optimierung muss gründlich und vor allem im Team überlegt und gelebt werden. Der Prozess ist nicht von heute auf morgen umsetzbar und auch der Erfolg ist meistens nicht sofort festzustellen", sagt Dr. Sascha Beutel, Arbeitsgruppenleiter am Institut für Technische Chemie der Leibniz-Universität Hannover. "Auch die Gewöhnung an neue Abläufe dauert ihre Zeit. Aber am Ende profitieren alle von einem Prozess, bei dem ressourcenschonend und zeitsparend gearbeitet wird. Nicht zu vernachlässigen sind neben der gezielten Reduzierung von Arbeitsschritten die tatsächlich zurückzulegenden räumlichen Distanzen zwischen den einzelnen Laborarbeitsplätzen und die Minimierung möglicher Fehlerquellen."

Die Betriebskosten eines molekulardiagnostischen Labors sind sehr hoch und oft muss jede größere Anschaffung vorher durchkalkuliert werden, egal, ob es sich um ein neues PCR-Gerät handelt oder um die Umstellung von Home-brew-Lösungen auf deutlich teurere Diagnostik-Kits. Was im ersten Moment billiger erscheint, muss es aber im Endeffekt nicht sein.

Die Präanalytik ist in der Regel der zeitaufwendigste und kostenintensivste Prozess. Die Proben für ein medizinisch diagnostisches Labor liegen oftmals in unterschiedlicher Form (FFPE, Blut, zytologische Präparate), Qualität, unterschiedlichem Volumen oder abweichender Konzentration vor. Damit kein wertvolles Probenmaterial verloren geht und die Arbeitsschritte so schnell und fehlerfrei wie möglich vereinheitlicht werden können, kommt den ersten Schritten der Präanalytik eine besondere Bedeutung zu.

In kleinen Labors, die nicht automatisiert arbeiten, können die verschiedenen Arbeitsschritte oft geschachtelt durchgeführt werden. Leerzeiten, wie sie beim Zentrifugieren, bei Waschschritten oder beim Denaturieren auftreten, eignen sich, um andere Proben zu bearbeiten oder Gebrauchslösungen anzusetzen. Mit einer gewissen Routine und der richtigen Anordnung der Geräte fließen die Prozesse nahtlos ineinander und gewähren ein zeitlich optimales, manuelles Abarbeiten der Samples.

Mittlere bis große Routinelabore profitieren von einer Automatisierung der Arbeitsprozesse, selbst wenn sie in Teilschritten erfolgt. Die Nukleinsäureanalytik ist dafür besonders geeignet. Der RNA-Sequenzierung zum Beispiel geht eine hohe Anzahl an zeitintensiven Einzelschritten voraus, die besonders fehleranfällig sind, weil die Volumina oft klein sind und die häufige Aufreinigung der Zwischenprodukte mit Magnetpartikeln sehr arbeitsintensiv ist. Laufen diese Schritte automatisiert ab, ist die Ausbeute und deren Qualität nachweislich deutlich höher und der Reagenzienverbrauch und Zeitaufwand niedriger. Je nach Probendurchsatz ist abzuwägen, ob es wirtschaftlich ist, wenn sich weitere Automatisierungen wie Assay Setup und PCR anschließen.

Spätestens wenn der Stress und das Arbeitspensum nicht mehr zu bewältigen erscheinen, ist es an der Zeit, etwas zu ändern. Eine Workflow-Analyse sollte der erste Schritt unabhängig von der Prozessautomatisierung sein. Lean-Management, wie in der Industrie erfolgreich angewandt, kann auch auf das Labor projiziert werden. Ziel ist es, Probenanalysen mit weniger Aufwand, weniger Ressourcen und weniger Zeit nach dem Motto "work smarter not harder" durchzuführen. Professionelle Unterstützung bieten Consulting-Firmen an. Herstellerfirmen wie Qiagen bieten Geräteplattformen an und auch ihre Expertise aus dem SLC-Labor (Strategic Lab Consultancy), um im eigenen Labor die Arbeitsabläufe der Kunden nachzustellen und so den Workflow per Software zu optimieren und übertragbar zu machen.

Eine simple Methode, um erst einmal selbst zu testen, ob die eingespielten Arbeitsabläufe ein effizientes Abarbeiten der Proben zeigen, ist die Schrittzählung. Per Smartphone oder Wearable durchgeführt, zeigt sich sehr deutlich, welche Wege in welcher Zeit an einem Labortag zurückgelegt werden. Messungen ergaben mitunter bis zu sieben Kilometer – das entspricht einer reinen Laufzeit von rund einer Stunde. Durch eine Umstrukturierung des Arbeitsbereiches lassen sich oft schon Wege verkürzen, dadurch Zeit einsparen und die mögliche Gefahr von Kontaminationen der Proben minimieren. Digitalisierung und Weiterbildung der Mitarbeiter sind weitere Möglichkeiten, den Arbeitsprozess zu verschlanken.

Eine Vision, wie die Workflows im Labor von morgen aussehen können, zeigt die Sonderschau smartLAB auf der LABVOLUTION in Hannover. Im Mittelpunkt stehen dabei flexible, digitale Vernetzung, der Einsatz von Automation und Robotik sowie integrierte funktionale Oberflächen und modulare Konzepte. Namhafte Partner aus Industrie und Forschung haben sich erneut zusammengetan, um unter der Leitung des Instituts für Technische Chemie (TCI) der Leibniz Universität Hannover ihr Know-how und ihre Lösungen so zu vernetzen, dass Arbeitsabläufe im Labor vollständig digital unterstützt werden. Geräte, die erstmals integriert werden, sind beispielsweise ein interaktiver Dispenser, ein QR-Code-Scanner, ein 3D-Drucker, der mit dem Selektiven Lasersinterverfahren (SLS) arbeitet, oder eine Induktionsladestation für mobile Geräte. Interaktive Elemente sind ein Roboter-Arm, der für die Mensch-Maschine-Interaktion im Labor zugelassen ist, eine App, mit der Zuschauer direkt das Laborinformationsmanagement-system (LIMS) einsehen können, oder ein Telepräsenzroboter, mit dessen Hilfe Dritte virtuell mit am Labortisch stehen. Dabei beweist das smartLAB, dass das Ganze tatsächlich mehr als die Summe der Teile ist. Der eigentliche Nutzen entsteht im Zusammenspiel.

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Katja Wohlers

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