:: Eine Einführung

Roboter haben in der industriellen Produktion ihren Einzug gehalten und sind zu unentbehrlichen Helfern geworden. Fahrerlose Transportsysteme sind in allen Branchen vertreten und speziell aus der Automobilindustrie sind jedem die Schweiß- und Lackierroboter bekannt. Wir arbeiten daran, dass Roboter auch in Laboratorien verlässlich eingesetzt werden können (Abbildung 1). Im Rahmen eines Forschungsprojekts wird beispielhaft die Entnahme von Proben aus einem Bioreaktor und ihre weitere Analyse bearbeitet.


Sowohl in der Prozessentwicklung, als auch in der Produktion von Pharmazeutika ist eine kontinuierliche, lückenlose Überwachung des Prozesses notwendig. Dieses kann dadurch geschehen, dass in den Reaktor Elektroden eingebracht werden. Allerdings ist die Auswahl an Elektroden, die für diesen Zweck auf dem Markt angeboten werden, begrenzt. Das schränkt die Möglichkeiten der Prozessüberwachung durch Elektroden deutlich ein. Eine andere Form der Prozessüberwachung besteht in der Verwendung von Geräten zur Analyse, sog. Analysatoren, die mit dem Reaktor verbunden sind und steril eine Probe entnehmen, welche dann analysiert wird. Diese Möglichkeit hat sich speziell bei Kultivierungen tierischer Zellen im größeren Maßstab nicht durchgesetzt.

Der Grund dafür ist in dem erhöhten Infektionsriskio zu suchen, dem die Zellkultur ausgesetzt ist, wenn der Analysator direkt mit dem Reaktor verbunden ist. Gerade bei tierischen Zellen ist dieses Infektionsrisiko deutlich höher als beispielsweise bei den schnell wachsenden Bakterien oder Hefen, denn tierische Zellen brauchen sehr viel mehr Zeit, um sich zu verdoppeln. Mit der längeren Kultivierungszeit steigt das Infektionsrisko. Kultivierungen im großen Maßstab sind generell kostspielig, so dass das Risiko einer Infektion unter allen Umständen ausgeschlossen werden muss. Daher erweisen sich direkt gekoppelte Analysatoren zur Prozessüberwachung als ungeeignet.

Hier setzt der Roboterisierungs- Gedanke an. Anhand eines exemplarischen Szenarios muss der Roboter Aufgaben bearbeitet, die normalerweise von einem Menschen durchgeführt werden. Dabei soll sich zeigen welche Probleme auftreten, welche Aufgaben problemlos bearbeitet werden können und welche zusätzlichen Hilfsgeräte und Veränderungen der Laborumgebung notwendig sind.

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