23.02.2017

Dr. Stavros Kromidas

Trends in der HPLC: Das HPLC-Labor 4.0

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Das moderne HPLC-Labor von morgen ist ein smartes Labor, es enthält Geräte mit Smart-Funktionen: Geräte und Geräteteile kommunizieren selbstständig und uneingeschränkt miteinander, dazu sind sie mit dem Internet vernetzt. Das eine Gerät überwacht das andere und im Idealfall steuern intelligente Module ganze Systeme: So "merkt" die Pumpe, dass sie Luft enthält, das Purgeventil wird daraufhin aufgedreht, nach der Entfernung der Luft wieder zugedreht und nach Überprüfung von Druck und Fluss wird der Lauf wiederholt. Der pH-Wert-Sensor im Eluentenvorratsgefäß (oder am Eingang der Säule) meldet eine mögliche Verschiebung des pH-Wertes und im Report wird zu der registrierten Retentionszeitverschiebung der Grund samt dem bei dieser Retentionszeit festgestellten pH-Wert vermerkt. Im ersten Fall dagegen würde bei der neuen Retentionszeit und der veränderten Peakfläche beispielsweise stehen: "ΔFluss, neuer Fluss: X mL/min".

Ein Füllstandsensor oder eine Kamera überwacht Vorrats- und Abfallgefäß und ist direkt mit dem Bestell- und Entsorgungsmanagement verbunden usw. Die Fernwartung schließlich gewinnt rasant an Bedeutung. Das Internet der Dinge bedingt nicht nur standardisierte Schnittstellen und ein standardisiertes Protokoll für die Kommunikation mit Partnerlabors sondern eine enorme Datenflut. Und dies ist eine echte Herausforderung für die nächsten Jahre. Schlagwörtern wie "Big Data", "Metadaten" und "Cloud Computing" wird es an Aufmerksamkeit nicht mangeln.

Noch ein Wort zur Datenauswertung: Die Softwareentwickler haben eine ganze Menge Arbeit vor sich. Die Software muss die Daten so aufarbeiten, dass der Anwender ihnen "blind" vertraut, sie muss sich zu einem brillanten Assistenten entwickeln. Dazu ist es zunächst notwendig, dass sie lernfähig ist, somit kommt guten Evolutionsalgorithmen eine große Bedeutung zu. Sie muss ferner Zusammenhänge erkennen, z. B: Das ist ein Memory-Effekt und kein Peak von der Matrix; dieser Wert ist zwar "in spec", dennoch wird eine Drift der Retentionszeiten festgestellt, die durch eine Verschiebung des pH-Wertes resultiert, da auch die UV-Spektren sich verändert haben, und die UV-Spektren der zu analysierenden Vitamine sind pH-Wert-abhängig, etc.

Artificial Intelligence (AI) wird auch die Analytik verändern: Evolutionsalgorithmen ersetzen teilweise Expertenwissen; AI-Software könnten, da sie einerseits lernfähig sind und sie andererseits in Echtzeit Meta-daten abfragen können, Chromatogramme selbstständig interpretieren und bei Bedarf eine Aktion auslösen. Neben ihrer Lernfähigkeit muss die Software auch Chemometrie "können" um eben solche Zusammenhänge zu erkennen.

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