30% Effizienzsteigerung durch Einsatz des SmartRack^® in der Lebensmittelchemie, Life Science

Abstract

Mit dem Ziel die potentielle Effizienzsteigerung durch Einsatz des SmartRack^® zu quantifizieren wurde stellvertretend die enzymatische Spaltung von Gelatine durch Bromelain untersucht. Der Versuch wurde in drei Phasen eingeteilt: Aufbau, Durchführung und Abbau. Im direkten Vergleich standen die Abläufe mit SmartRack und ohne SmartRack bei einer Annahme von 30 % Effizienzsteigerung durch Einsatz des Labororganisationssystems.

Methodische Simulation enzymatischer Reaktionen in der Lebensmittelchemie

Nachfolgend wurde die Wirksamkeit des Einsatzes des Smartrack^®-Systems im Vergleich zur Abwesenheit eines Labororganisationssystems auf die Effizienz bei Aufbau, Durchführung und Abbau untersucht. Beispielhaft für die Branchen Life Sciene und Lebensmittelchemie wurden Daten zu einer enzymatischen Spaltung von Gelatine in Fruchtgummis durch Bromelain, ein Enzym der Ananas erhoben. Ziel war die Verifizierung der veränderten Resultate durch Einsatz eines Labororganisationssystems. Enzymatische Reaktionen sind essentiell für die Aufrechterhaltung lebenswichtiger Funktionen in Organismen. Als spezifische Biokatalysatoren beschleunigen sie chemische Reaktionen, ermöglichen effiziente Stoffwechselvorgänge und sind obligat für biochemische Prozesse. Ohne Katalyse der Reaktionen wären viele lebensnotwendige Prozesse im Organismus unzureichend schnell, um den Energiebedarf und die metabolischen Anforderungen zu erfüllen. Gleichzeitig sind enzymabhängige Vorgänge sehr empfindlich gegenüber exogenen Einflüssen. Sie stellen hohe Anforderungen hinsichtlich eines konstanten, standardisierten Laborumfeld mit normierten Bedingungen bei der Temperatur, dem pH-Wert, der Luftfeuchtigkeit und weiterer Rahmenbedingungen am Arbeitsplatz. Ob das SmartRack^® insbesondere diese hohen Anforderungen unterstützen kann, wurde in nachfolgendem Experiment untersucht.

Methodik

Zwei Versuchsanordnungen wurden verglichen: eines mit dem SmartRack^® und eines ohne. Bewertet wurden die veränderte Arbeitsplatzorganisation, die Möglichkeit zur Durchführung kontaminationsfreier Experimente und die Genauigkeit der Datenerfassung. Weiterhin verifiziert wurden die Begünstigung der Standardisierung und der Auswirkung auf die Reproduzierbarkeit. Mit dem Labororganisationssystem SmartRack^® soll eine effektivere, ergonomischere und EINHEITLICHE Arbeitsweise umsetzbar sein.

Gegenüberstellung der Versuchsaufbauten mit und ohne SmartRack^®

Bei dem Versuch mit SmartRack^® waren notwendige Chemikalien und Materialien waren direkt und in korrekter Ausführung am Arbeitsplatz verfügbar. Pipettenspitzen, Handschuhe, Pinzetten und Pipetten waren ordentlich im SmartRack^® organisiert.

Die Verwendung unzureichend genauer Pipetten, kontaminierter oder falscher Materialien kann den reibungslosen Verlauf enzymatischer Reaktionen beeinträchtigen. Beispielsweise kann die Verwendung talkumbeschichteter Handschuhe und der Eintrag in die Probe zur Beeinträchtigung der enzymatischen Aktivität führen. Für Verdünnungsreihen wird bidestilliertes Wasser benötigt. Durch die Wahl der Modulhalterungen befinden sich die für den Versuch benötigten Chemikalien und Materialen ohne Suchzeiten und in standardisierter, ergonomischer Anordnung am Arbeitsplatz. Die integrierte Ablagebox bietet eine sichere, kontaminationsfreie Aufbewahrung der zu bearbeitenden Proben während der Zugabe von Flüssigkeiten oder der Beobachtung der Reaktion. Mit der Tablethalterung im SmartRack^® können die entsprechenden Ergebnisse sofort digitalisiert werden, sodass Übertragungsfehler minimiert werden.

Bei dem traditionellen Aufbau ohne ein Organisationssystem erfordert das Beschaffen der Chemikalien, Geräten und Materialien zusätzliche Lauf- und Suchwege. Unsortierte Pipetten, Handschuhe und andere Materialien führen zu Unordnung, einer ineffizienten Arbeitsweise und erhöhen die Gefahr von Kontaminationen. Traditionelle Reagenzglas- oder Tubehalter tragen das Risiko einer Instabilität und möglichen Kippens. Sie können nicht gestapelt werden und nehmen viel Arbeitsfläche ein. Für parallele Versuche mit weiteren Materialien und Proben während der Reaktions- und Wartezeiten bleibt wenig Raum.

Konklusion

Der Einsatz des SmartRack^®-Systems bei enzymatischen Versuchen zeigte deutliche Vorteile hinsichtlich Organisation, Versuchsstabilität und Effizienz. Durch die standardisierte Anordnung und die Möglichkeit zur Digitalisierung der Ergebnisse reduziert das SmartRack^®-System Fehler- und Kontaminationsquellen hier speziell in der Lebensmittelchemie und den Life Sciences. Diese Studie betont die Wichtigkeit eines Labororganistaionssystems und lässt die Herleitung zu, dass eine Effizienzsteigerung von 30% durch Einsatz des SmartRack^® möglich ist.

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