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Hiperscan Dresden plant Cannabis-Tricorder

Hiperscan-Chef Alexander Wolter hält eine Probe an ein Apo-Ident-Gerät. Foto: Heiko Weckbrodt

Hiperscan-Chef Alexander Wolter hält eine Probe an ein Apo-Ident-Gerät. Foto: Heiko Weckbrodt

Fraunhofer-Ausgründung hat bereits über 5000 Apotheken mit berührungslosen Analysegeräten ausgestattet

Dresden, 11. Oktober 2022. Mit Fraunhofer-Mikrospiegeln feiert „Hiperscan“ deutschlandweit Erfolge in der Pharmazie: Seit der Ausgründung aus dem Photonikinstitut IPMS im Jahr 2006 hat das Dresdner Technologie-Unternehmen bereits über 5000 Apotheken mit speziellen Infrarot-Spektrometern versorgt, die ähnlich wie die Tricorder aus der Fernsehserie „Raumschiff Enterprise“ berühungslos herausbekommen, was in einer Probe drinsteckt. Wichtig ist das für die Apotheker vor allem, um die Echtheit und richtige chemische Zusammensetzung von Ausgangsstoffen zu überprüfen, aus denen sie dann Hautsalben, individuelle Krebsmedikamente oder andere Arzneien mischen. Aber auch Nudelfabriken, Fleischverarbeiter und andere Lebensmittelbetriebe nutzen Hiperscan-Technik, um die Fette, Proteine, Feuchtigkeit und Ballaststoffen im zugelieferten Getreide oder Fleisch zu ermitteln. Vor allem die gerade mal schuhkarton-großen Analysegeräte für Apotheken kommen in der Branche so gut an, dass Hiperscan nun eine internationale Expansion nach Amerika vorbereitet.

Sachsen wollen ihre Mini-Spektrometer nun auch in Amerika verkaufen

„In den nächsten zwei Jahren wollen wir mit dem Verkauf unserer Apo-Ident-Geräte in den USA und in Brasilien beginnen“, kündigt Geschäftsführer Alexander Wolter an, der Hiperscan gemeinsam mit Michael Thoma leitet. International sehe er erhebliches Marktpotenzial für die Technik aus Sachsen. Dies sei im Übrigen auch ein wichtiger Grund gewesen, Hiperscan im April 2022 in den belgischen Pharmatech-Konzern „Fagron“ einzugliedern: Mit dessen Ressourcen im Rücken sei es deutlich einfacher, Apotheker weltweit für die Dresdner Geräte zu begeistern.

Drogenanalyse auf der Agenda

Derweil steht auch eine Neuentwicklung auf der Hiperscan-Agenada: „Wir planen neue Geräte für die Qualitätsanalyse von medizinischem Cannabis in Apotheken“, verrät Wolter. Mit diesen neuen Spektrometer können selbst Pharmazeutisch-Technische Assistentinnen (PTA) in Apotheken ohne Speziallabor rasch und unkompliziert untersuchen, welche Anteile Cannabidiol (CBD) beziehungsweise Tetrahydrocannabinol (THC) die gelagerten Cannabis-Pflanzen haben.

So sieht das Herzstück der Apo-Ident-Geräte von Hiperscan aus: ein kontaktiertes Spiegel-Mems. Foto: Heiko Weckbrodt

So sieht das Herzstück der Apo-Ident-Geräte von Hiperscan aus: ein kontaktiertes Spiegel-Mems. Foto: Heiko Weckbrodt

Ausgangspunkt waren Mikrospiegel von Fraunhofer

Noch um die Jahrtausendwende herum war all dies nur mit Chromatografen, Labor-Spektrometern und anderer teurer Spezialtechnik möglich, die nur Laboranten und Wissenschaftler bedienen können. Zudem dauerten solche Analysen je nach Probe und Technologie viele Minuten, oft sogar mehrere Stunden. Dann entwickelte aber entwickelten Ingenieure am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) in Dresden winzige Schwingspiegel. Diese Spiegel sind nur wenige Mikrometer (Tausendstel Millimeter) klein und passen in „Mikroelektromechanische Systeme“. Diese „MEMS“ ähneln Computerchips und können Dutzende, ja Hunderte Spiegel gleichzeitig elektronisch steuern. So lässt sich dann Laserlicht oder unsichtbare Wärmestrahlung hochpräzise und auf kleinstem Raum lenken.

Besondere Beugungsgitter

Das ist nicht nur für Optoelektronik oder Laseranlagen interessant, sondern erlaubt auch Fernanalysen, die man vorher nur in Science-Fiction-Filmen sah, erkannten die Fraunhofer-Ingenieure rasch. 2006 gründeten sie die Technologiefirma Hiperscan, um diese Idee in die Wirtschaft zu transferieren. Dafür modifizierten die Ingenieure die Fraunhofer-Basistechnik etwas: Sie kombinierten die Mikrospiegel mit Beugungsgittern, die Licht in einzelne Wellenlängen gewissermaßen aufspalten. Mit den so angepassten Mikrosystemen lässt sich dann ein besonders kleines Spektrometer bauen, das die chemische Zusammensetzung eines Arzneipulvers, einer Wurst oder einer Weizenlieferung ohne Berührung erkennen kann.

Spiegelchip wertet unsichtbaren Lichtcode aus

Das funktioniert, vereinfacht erklärt, etwa so: Das Gerät bestrahlt die Probe mit Licht aus dem nahen Infrarot-Spektrum (NIR), das vom menschlichen Auge nicht wahrnehmen ist. Treffen diese Wärmestrahlen auf eine Probe, dann löschen die besonderen Eigenschwingungen der darin enthaltenen chemischen Moleküle einen Teil der Infrarot-Wellenlängen aus. Was dann die Probe wieder verlässt, ist eine Art Lichtcode der darin vorgefundenen chemischen Verbindungen. Der Spiegel-Beugungs-Chip von Hiperscan fängt diese Muster aus hellen und dunklen Linien dann auf. Eine spezielle Software entschlüsselt schließlich diesen Code. Die Messung selbst dauert nur 30 Sekunden. Kurz darauf präsentiert der Apotheken-Computer ein Protokoll, welche Substanzen das Gerät in der jeweiligen Pulverprobe entdeckt hat.

Gegencheck in Apotheken ist obligatorisch

Zwar bekommen Apotheker ohnehin nur zertifizierte Ausgangsstoffe von den Herstellern. Aber da sie daraus Arzneimittel zubereiten, die über Gesundheit und im Extremfall sogar über das Leben eines Patienten entscheiden können, sind sie verpflichtet, die Lieferungen noch einmal „gegenzuchecken“. Und eben diesen Prüf-Prozess vereinfacht das „Apo-Ident“-Gerät.

Neue Technologie macht Tests preiswerter und schneller

Dass die Hiperscan-Technik so gut ankommt, wundert die Macher gar nicht: „Durch unsere Technik verkürzt sich die Analysezeit ganz erheblich und sie sind einfach bedienbar“, zählt Alexander Wolter seine Verkaufsargumente auf. Mit Preisen um die 10.000 Euro sei die Dresdner Technologie zudem allemal günstiger als etwa ein Chromatograph oder manch anderes klassisches Aggregat. Und diese Argumente kommen an: Pro Jahr liefern die Dresdner bis zu 700 Geräte aus und haben inzwischen schon jede vierte Apotheke in der Bundesrepublik bestückt.

Weitere Jobs avisiert

Auch das oft formulierte Fraunhofer-Ziel, Jobs und Wertschöpfung in Deutschland und möglichst auch in der Region des jeweiligen Instituts zu schaffen, haben die „Hiperscanner“ bisher eingehalten: Schon 2011 war das Unternehmen so gewachsen, dass die Gründerräume im IPMS zu klein wurden. Seitdem residiert Hiperscan in der Dresdner Yenidze und ist auf 52 Beschäftigte gewachsen. Weitere Jobs sollen folgen: „Wir suchen eigentlich immer Chemiker, Software- und Hardware-Entwickler“, erzählt der Chef.

Produktion nach Dresden zurückgeholt

Die Herzstücke der Hiperscan-Geräte, die Spiegel-Mikrosysteme, lässt die Firma im Fraunhofer-Reinraum oben im Dresdner Norden herstellen. Die Boxen „drumherum“ hatte in der Anfangsphase zwar ein österreichischer Auftragsfertiger montiert. „Aber wir haben diese Produktion nach Dresden zurückgeholt“, erzählt Wolter. Nun befinden sich Entwicklung und Fertigung wieder unter einem Dach – das macht es einfacher, kleine Verbesserungen rasch einzuarbeiten. Auch wichtige Zulieferer wie Deltec oder Dresden-Elektronik sind in Sachsen konzentriert.

Kommt doch noch der Mikroscanner fürs Smartphone?

An einem ganz dicken Brett bohrt das Hiperscan-Team überigens noch: „Sehen Sie mal!“ Wolters öffnet eine Schachtel und zieht ein – gegenüber der Apotheken-Version – noch mal deutlich verkleinertes Spiegel-Mikrosystem heraus. Das ist kaum größer als eine Perle mit einer elektronischen Schnur daran. Diese wurmähnlichen Prototypen sind wichtige Mosaiksteine für eine Zukunftsvision. Die Dresdner haben nämlich nicht die Hoffnung aufgegeben, ihre Analyse-Geräte vielleicht doch noch in Smartphones zu verbauen. Schon die Spiegelchip-Erfinder im IPMS hatten seinerzeit von der Idee fabuliert, in Mobiltelefone sächsische Mikroscanner einzubauen. Dann nämlich könnte zum Beispiel jeder Kunde im Supermarkt durch bloßes „Draufhalten“ erkennen, ob ein äußerlich so lecker wirkender Apfel innerlich faul ist oder die Milch im Tetrapack womöglich kurz vor dem Kippen ist. Bisher sei das Mikrosystem immer noch zu groß, um die großen Smartphone-Zulieferer wirklich zu überzeugen, räumt der Hiperscan-Chef ein. Doch was nicht ist, kann ja noch werden. Und spätestens dann wäre der Spiegelchip aus Dresden ein leuchtender Stern am Elektronikhimmel – und der Tricorder aus der Enterprise-Serien wirklich in der Gegenwart angekommen.

Kurzporträt

  • Name: HiperScan GmbH (Eigenschreibweise)
  • Sitz: Dresdner Yenidze
  • Gründung: 2006
  • Geschäftsmodell: Entwicklung und Bau von Nahinfrarot-Sprektrometern für die berührungslose Probenanalyse
  • Belegschaft: 52 Beschäftigte
  • Umsatz: rund sieben Millionen Euro
  • Weitere Infos im Netz: hiperscan.com

Hinweis: Dieser Bericht wurde in ähnlicher Form zuerst in den Dresdner Neuesten Nachrichten publiziert.

Autor: Heiko Weckbrodt

Quellen: Hiperscan (Interview, Vor-Ort-Besichtigung), Oiger-Archiv