Forschungsgesellschaft für Messtechnik,
Sensorik und Medizintechnik e.V. Dresden

Roboterisierung der Probenentnahme und des Probenmanagements bei Kultivierungen tierischer Zellen im Pilotmaßstab

Das Ziel des Projekts war die Etablierung eines autonomen mobilen Roboters zur Vollautomatisie­rung von Kultivierung tierischer Zellen im Pilotmaßstab. Der mobile Roboter übernimmt die Routinetä­tigkeiten, die täglich durch das Laborpersonal ausgeführt werden müssen. Im Vorfäuferprojekt AiF Nr. 11736 N/1 wurden hierzu u.a. Roboterhilfen entwickelt, die einem einarmigen stationären Roboterarm die Durchführung der entsprechenden Aufgaben ermöglichen. Sämtliche dazu notwendigen Geräte mussten um den zentralen Roboterarm herum gruppiert werden, um von ihm erreicht werden zu kön­nen. Dadurch ist es aus Platzmangel nur möglich, Proben aus einem einzelnen Bioreaktor zu bear­beiten.

Neben der Weiterentwicklung der Roboterhilfen und des Informationsmanagements ging es in die­sem Folgeprojekt deshalb darum, den zentralistischen Aufbau durch Montage des Armes auf eine mobile Plattform zu entzerren. Durch diese Verbesserung bleiben die Geräte während Wartezeiten des Roboters für das Laborpersonal nutzbar. Die Plattform hat dabei die Aufgabe den Arm zu den Geräten zu bringen, wozu sie sicher und präzise im Labor navigieren können muss, ohne vorhande­ne Geräte oder Menschen zu gefährden.

Die Machbarkeit dieses Automatisierungsansatzes wurde durch mehrere Testkultivierungen bewie­sen. Der Ablauf der einzelnen Schritte ist flexibel und kann leicht an andere Prozesse angepasst werden. Besonders ist nun die Probenbearbeitung für mehrere Bioreaktoren parallel möglich. Selbst komplett neue Aufgaben sind mit relativ wenigen Änderungen möglich, daher geht der Nutzen dieser Roboterisierung über den Einsatz in der Biotechnologie hinaus.

Bearbeitet wurde das Forschungsthema von 03/02 bis 02/04 an der Universität Bielefeld (Technische Fakultät, Arbeitsgruppe Zellkulturtechnik, Universitätsstraße 25, 33615 Bielefeld) und der Technischen Universität München (Institut für Informatik, Lehrstuhl VI, Boltzmannstraße 3, 85748 Garching).