anvajo GmbH

Kein Labor ohne Spektrometer und Mikroskop. Wo bislang große Geräte nötig waren, kann die anvajo GmbH mit einem tragbaren Laborgerät aufwarten. Gemeinsam mit dem Fertigungsspezialisten Protolabs wurde das labortechnische Gerät produziert und weiterentwickelt.

Universell einsetzbar, kleiner, smarter. Die technologischen Fortschritte der vergangenen 20 Jahre lassen sich vor allem anhand dieser drei Entwicklungen zusammenfassen. Ganz gleich, ob es sich bei den Neuheiten um Telefone, die ganze PCs ersetzen können, Stereoanlagen im Hosentaschenformat oder Armbanduhren mit Telefonfunktion handelt, die meisten Innovationen haben das Ziel, unser Leben bequemer und leichter zu machen.

Natürlich ging dieser Fortschritt nicht an labortechnischen Neuerungen vorbei. Auch hier gibt es immer wieder Innovationen, die den Laboralltag erleichtern und Arbeitsschritte überflüssig machen sollen. Das von der anvajo GmbH entwickelte fluidlab R-300 erfüllt genau diesen Anspruch, indem es einfache Handhabung, präzise Messungen und schnelle Ergebnisse ermöglicht. Und das alles in einem portablen Format. Hinter dem futuristisch anmutenden Namen steckt ein Laborgerät, welches Spektrometrie und automatisierte Zellzählung vereint. Sowohl mit Standard-Küvetten als auch mit Glas-Probenträgern können eine Vielzahl von Analysen wie Extinktion, automatische Zellzählung und färbungsfreie Viabilitätsmessungen durchgeführt werden.

Tragbares Messegerät von anvajo GmbH; Bildquelle: anvajo GmbH

Kompakte Helfer für Forschung, Biowissenschaften und den Tierarzt

Automatisierte Zellzählung und spektrometrische Messungen kommen vor allem dort zum Einsatz, wo mit unterschiedlichen Zellen oder Bakterien gearbeitet wird, um beispielsweise Wachstum, Viabilität oder optische Dichte zu bestimmen. Neuartig ist die Kombination dieser beiden Technologien in einem tragbaren Gerät. Das fluidlab R-300 findet seitdem Anwendung in Forschungsinstituten, TA-Schulen, Biotechnologie-Unternehmen, Biobanken und Laboren.

Ebenfalls aus dem Hause anvajo stammt das scil Vet SA, welches von der scil animal care company GmbH vertrieben wird. Wird in einer Tierarztpraxis eine Urinprobe von einem Hund oder einer Katze genommen, kann mitunter einige Zeit vergehen, bis eine Analyse durch ein Labor erfolgt. Genau diesen Zwischenschritt konnte die anvajo GmbH, die ursprünglich aus einem Forschungsprojekt der TU Dresden entstand, mit der Entwicklung des portablen Messgerätes umgehen.

Für die Entwicklung ihrer Prototypen arbeitet die anvajo GmbH mit Protolabs zusammen. Der Spezialist für die Herstellung und Entwicklung von Prototypen sowie unterschiedlicher Fertigungsverfahren für das Rapid Prototyping, hat einzelne Komponenten, die für die zugrundeliegende Technologie erforderlich sind, hergestellt.

„Nachdem wir gemeinsam die optimale Form gefunden hatten, waren wir überrascht, wie schnell uns die ersten Gehäuseteile vorlagen. Auf diese Weise konnten wir direkt zur Herstellung unseres Messgerätes übergehen“

Neue Messmethode in einer ansprechenden Verpackung

Dabei kam die Zusammenarbeit zwischen dem Fertigungs- und dem Technologieunternehmen eher zufällig zustande. „Um das Gehäuse für unser Gerät zur Fluidanalytik herzustellen, haben wir lange nach einem Partner gesucht, der zum einen das technologische Know-how mitbrachte, zum anderen aber auch schnell und unterstützend bei der Entwicklung mitarbeiten konnte. Nach einiger Recherche sind wir schließlich durch Zufall auf Protolabs gestoßen und haben direkt erkannt, dass das Unternehmen alle unsere Anforderungen erfüllt und zudem lokal in unserer Nähe produziert. Damit war für uns die Wahl schnell klar. Mit unserer Entscheidung sind wir seitdem sehr zufrieden“, berichtet Eric Seidlitz, der Verantwortliche für Technologie und Design bei anvajo.

Das Gehäuse des fluidlab R-300 musste für den labortechnischen Einsatz die üblichen Voraussetzungen erfüllen, wie z.B. Beständigkeit auch für den Fall eines Kontaktes mit ethylalkoholischen Flüssigkeiten oder eine durchschnittliche Stoß- und Bruchfestigkeit, damit das Gerät nicht bei einem Fall auf den Laborboden zu Bruch geht. Da bei anvajo bislang aber noch keine Erfahrung mit der Fertigung von Spritzgussteilen bestand, war die Expertise von Protolabs eine willkommene Unterstützung. So war eine der ersten Anpassungen im Fertigungsunternehmen, die Optimierung der Rohdaten des Gehäuses für die Produktion im Spritzgussverfahren. „Nachdem wir gemeinsam die optimale Form gefunden hatten, waren wir überrascht, wie schnell uns die ersten Gehäuseteile vorlagen. Auf diese Weise konnten wir direkt zur Herstellung unseres Messgerätes übergehen“, schildert Seidlitz. Hergestellt wurden die Gehäuseteile schlussendlich aus dem weißen ABS-Kunststoff Polylac PA727. Für den Powerbutton wurde Ploylac PA758 verwendet.

High-Tech für die Messtechnik

Doch nicht nur für die äußere Erscheinung des medizintechnischen Gerätes war die Zusammenarbeit ein wirkungsvoller Katalysator. Auch die Technologie, die im Messgerät steckt, konnte durch die Kollaboration der beiden Unternehmen zielführend umgesetzt werden. Im Gegensatz zu einem normalen Spektrometer oder Mikroskop setzt das fluidlab R-300 nicht auf verschiedene Linsen oder andere klassische Messmethoden. Soll beispielsweise eine Zellkulturprobe analysiert werden, wird diese mittels eines von LEDs ausgehenden Lichtstrahls in einem optischen Aufbau innerhalb des Gerätes angestrahlt. Der dadurch entstandene Schatten wird im nächsten Schritt von einem bildgebendem CMOS-Sensor erfasst und schließlich mittels eines neuronalen Netzwerks zurückgerechnet, um die gewünschten Messergebnisse zu erhalten.

Da dieses Verfahren einen möglichst schwarzen Lichttunnel erfordert, der keine störenden Spiegelungen oder die Messung verfälschende Reflektionen verursacht, entschied man sich auch hier mit Protolabs zusammenzuarbeiten, um am Schluss ein optimales Produkt zu haben. So sollte der Lichttunnel mittels additiver Fertigung hergestellt werden und auch über kleine interne Kanäle, die für die Messung relevant sind, verfügen.

Im tatsächlichen Fertigungsprozess stellte sich allerdings eine Schwierigkeit heraus; so wird bei der additiven Fertigung, in diesem Fall im MultiJet Fusion-Verfahren, sehr feines Granulat des Materials Polyamid PA 12 miteinander durch eine Hitzequelle an der gewünschten Stelle verschmolzen. Übriges Granulat ließ sich allerdings nur schwer aus den benötigten Kanälen entfernen. „Gemeinsam mit anvajo konnten wir dieses Problem allerdings schnell in den Griff bekommen und fanden so bereits nach kurzer Zeit ein Design, das für den gewünschten Einsatz geeignet war“, erklärt Dominik Matusik, Applikation Engineer bei Protolabs. „Dadurch, dass die Bauteile durch das Fertigungsverfahren insgesamt eine raue Oberfläche haben und Protolabs für uns ein frisch angesetztes schwarzes Farbbad zur Nachbearbeitung der Teile angeboten hat, haben wir besonders lichtabsorbierende Teile für unser Analysegerät erhalten“, ergänzt Seidlitz.

Einfache Handhabung des labortechnischen Messgerätes von anvajo GmbH, Bildquelle: anvajo GmbH

Zukunftsfähige Zusammenarbeit

Während das derzeitige Flaggschiff fluidlab R-300 von anvajo momentan überwiegend in Laboren im Einsatz ist, plant man bei dem Unternehmen schon die nächsten Schritte. Die Partnerschaft mit Protolabs will man dafür weiterführen. „Nicht nur die hohe Geschwindigkeit und die genauen Toleranzen sind für uns entscheidend. Die bisherige Zusammenarbeit hat uns auch gezeigt, dass wir mit Protolabs einen Partner an der Hand haben, der weiß, welche Schwerpunkte wir mit unseren medizintechnischen Geräten setzen wollen“, schließt Eric Seidlitz.