Flüssigkeitsproben lassen sich direkt vor Ort im Schnelldurchgang auf Krankheiten analysieren Mechatronik automatisiert Minilabor

Flüssigkeitsproben lassen sich direkt vor Ort im Schnelldurchgang auf Krankheiten analysieren

Mechatronik automatisiert Minilabor

Steuerungsexperte Jochen Keuschnig: „Die Einbindung der für den harten Industrieeinsatz vorgesehenen Automationskomponenten in das diffizile biotechnologische Gerät klappte überraschend gut“
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Mit dem automatisierten Minilabor Gyronimo können in Arztpraxen, Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen Proben direkt vor Ort nach dem PCR-Verfahren analysiert werden. Dazu waren bislang nur teure Speziallabore in der Lage. Die dazugehörige Antriebs- und Steuerungstechnik kommt von Systec.
Die Münsteraner Mechatronik-Spezialisten haben Gyronimo zusammen mit dem Biotech-Unternehmen Carpegen und der Uni Bonn im Rahmen des Forschungsprojekts Mobile Diagnostiksysteme (Mobidoc) entwickelt. In dem Analyse-Gerät steckt hochinnovatives biochemisches und mechatronisches Knowhow.
In den Analyzer wird einfach eine Einweg-Cartridge eingelegt, die mit den erforderlichen Reagenzien befüllt ist. Mit einem Durchlauf analysiert Gyronimo dann bis zu zehn verschiedene Marker-Keime. Die Analyse-Software gibt umgehend individuelle Therapieempfehlungen auf einem PC oder Mobilgerät aus.
„Die Hauptaufgabe bestand zunächst darin, in dem engen Raum der Einweg-Cartridge alle benötigten Hohlräume (Kavitäten) und Kanäle für die diversen Analyseschritte unterzubringen“, berichtet Systec-Mitarbeiter Jens Heitmann. Heraus kam dabei ein flaches Kunststoffsegment mit kleinen und kleinsten Kanälen. Es besteht aus drei flachen Scheiben in einem Rahmen, die gegeneinander verdreht werden können.
„Knifflig waren auch die mechatronischen und biomechanischen Herausforderungen“, so Heitmann. Steuerung und Software sorgen nun im Verbund mit sechs Schrittmotoren und einem Gleichstrommotor für den richtigen Testablauf: Die Schrittmotoren positionieren den Einsatz mit den Proben, während mit dem gleichmäßig laufenden Gleichstrommotor ein besonderes Rührwerk angetrieben wird, das mit einer ausgefeilten, auf Magnetismus beruhenden Methode die Reagenzien vermengt.
Überraschend gut klappte die Einbindung der für den harten Industrieeinsatz vorgesehenen Automationskomponenten in das diffizile biotechnologische Gerät, ergänzt der Steuerungsexperte Jochen Keuschnig: „Nach einigen Tests hatten wir die richtige Abstimmung für die Kraftübertragung auf die Motoren gefunden.“ Der Analyzer laufe nun angenehm ruhig und hochexakt.
„Alle Prozessabläufe lassen sich mit der Xemo-Programmiersprache Motionbasic optimal programmieren“, so Keuschnig. Wegen der Schnittstellenvielfalt ließ sich mit Systecs Schritt-, Servo- und Linearmotorsteuerung die gesamte Prozesssteuerung in einer Steuerungsplatine unterbringen.
„Derzeit arbeiten wir an noch größerer Nutzerfreundlichkeit“, verrät der Entwickler. Die Voraussetzung dafür ist das in die Xemo-Steuerung integrierte Embedded Linux. Bereits weit gediehen sind die Arbeiten an einer intuitiv bedienbaren Nutzeroberfläche, die sogar auf einem Tablet-PC läuft. Patienten- und Probendaten können damit bequem eingegeben und ansprechend visualisiert werden.
Systec GmbH www.systec.de
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