Entwicklung der Automatisierung in der Pharmazeutischen Analytik unter Berücksichtigung der Molekülmassenbestimmung von Proteinen und von Geschlecht
Das Labor der Zukunft wird durch die Digitalisierung und Automatisierung geprägt. Die Möglichkeiten der Laborautomatisierung in der pharmazeutischen Analytik werden präsentiert, indem die manuelle Probenvorbereitung und Datenauswertung mit der automatischen hinsichtlich der ICH Q2 Validierungsparameter, wie Zuverlässigkeit und Präzision, verglichen wird. Die Automated Liquid Handler werden in der pharmazeutischen Probenvorbereitung vorgestellt, während eine Integrationssoftware von Chromatogrammen mit der manuellen Integration statistisch untersucht wird. Weiterhin wird die durch viele manuelle Schritte geprägte Ursprungsmethode der Molekülmassenbestimmung SDS-PAGE mit der automatischen Weiterentwicklung CE-SDS hinsichtlich der Linearität, Richtigkeit, Präzision und Reproduzierbarkeit verglichen. Diese Arbeit ist im Rahmen des interdisziplinären Promotionskollegs „Konfiguration von Mensch, Maschine und Geschlecht (KoMMa.G)“ entstanden und kombiniert einmalig die quantitativen laborfokussierten Methoden der Pharmazie mit den Qualitativen Methoden der empirischen Sozialforschung, um eine realitätsnahe Umsetzung der Laborautomatisierung abzubilden. So werden Forschungslücken ermittelt, komplexe Situationen erfasst und menschliches Verhalten im Arbeitsalltag beim Umgang mit Automationslösungen ermittelt, sodass neue Ansichten generiert, Innovationen geschaffen und disziplinäre Routinen aufgebrochen werden. Expert*innen-Interviews mit Hersteller*innen und Anwender*innen sowie teilnehmende Beobachtungen liefern wertvolle Einblicke, die bei der Etablierung von Automationslösungen in der pharmazeutischen Analytik zu beachten sind. Vor- und Nachteile dieser werden aufgezeigt und ein Leitfaden zur möglichen Umsetzung im Labor vorgestellt. Auch Geschlecht bildet ein integraler Bestandteil dieser Arbeit, indem Geschlechterverhältnisse in der Pharmazie und in der Wissenschaft als auch bei der partizipativen Technikgestaltung vorgestellt werden, um Geschlechter-stereotype zu vermeiden und die Anwender*innen-Akzeptanz zu erhöhen. Das implizite Wissen der Anwender*innen zu den Arbeitsabläufen wird mit dem technischen Wissen der Hersteller*innen ergänzt. Die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine kann so umfassend aus verschiedenen Perspektiven betrachtet werden.
The laboratory of the future will be shaped by digitalisation and automation. The possibilities of laboratory automation in pharmaceutical analytics are presented by comparing manual sample preparation and data evaluation with automatic in terms of ICH Q2 validation parameters, such as reliability and precision. Automated liquid handlers in pharmaceutical sample preparation are presented, while chromatogram integration software is statistically investigated in comparison with manual integration. Furthermore, the original method of molecular mass determination SDS-PAGE, which is characterised by many manual steps, is compared with the automated development CE-SDS in terms of linearity, accuracy, precision and reproducibility. This thesis was developed within the framework of the interdisciplinary doctoral program "Gendered Configurations of Humans and Machines (KoMMa.G)" and uniquely combines the quantitative laboratory-based methods of pharmacy with the qualitative methods of empirical social research in order to depict a realistic implementation of laboratory automation. Therefore, research gaps are identified, complex situations are recorded and human behaviour in everyday work is determined when dealing with automation solutions in order to generate new perspectives, create innovations and break down disciplinary routines. Expert interviews with manufacturers and users as well as participant observations provide valuable insights that need to be considered when establishing automation solutions in pharmaceutical analytics. The Advantages and disadvantages of these are highlighted and a guideline for possible implementation in the pharmaceutical laboratory is presented. Gender is also an integral part of this work, presenting gender relations in pharmacy and science as well as in participatory technology design to avoid gender stereotypes and increase user acceptance. The implicit knowledge of the users about the workflows is complemented by the technical knowledge of the manufacturers. In this way, the cooperation between human and machine can be viewed comprehensively from different perspectives.