Marktbericht für automatisierte Flüssigkeitshandhabung: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Typ (Standalone-Systeme, Einzelarbeitsplätze, Multi-Instrumenten-Systeme, Sonstige), Anwendung (Wirkstoffforschung & ADME-Tox-Forschung, Krebs- & Genomforschung, Bioprozessierung/Biotechnologie, Sonstige), Modalität (Einwegspitze, Festspitze), Verfahren (PCR-Ansatz, Verdünnungsreihen, Hochdurchsatz-Screening, Zellkultur, Ganzgenomamplifikation, Plattenreformatierung, Array-Druck), Endnutzer (Biotechnologie- und Pharmaunternehmen, Auftragsforschungsinstitute, akademische und staatliche Forschungseinrichtungen) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika). Prognosen für 2020–2034.

Marktdynamik

Treiber des globalen Marktes für automatisierte Flüssigkeitshandhabung

Zugang zu verbesserten und fehlerfreien ALH-Systemen

ALH-Systeme bieten ihren Anwendern mehrere einzigartige Vorteile. Einer davon ist die Eliminierung individueller und tagesabhängiger Schwankungen durch die automatisierten Liquid-Handling-Systeme. ALH-Systeme können Sub-Mikroliter-Volumina mit weniger Fehlern als die manuelle Dosierung abgeben. Sie ermöglichen zudem die Integration mit anderen Verarbeitungsgeräten wie PCR-Systemen und Plattformen für die Next-Generation-Sequenzierung. Automatisierte Liquid-Handling-Systeme lassen sich anhand von Variablen wie der Flüssigkeitsart automatisch kalibrieren und für bessere Ergebnisse optimieren. Ein weiterer wesentlicher Vorteil von ALH-Systemen ist die fehlerfreie Reproduzierbarkeit der Ergebnisse, die für die Forschung von entscheidender Bedeutung ist.Wirkstoffforschungund Krankheits- und Diagnostikforschung im pharmazeutischen und klinischen Bereich.

Steigerung der F&E-Aktivitäten

Die Gesundheitsforschung expandiert aufgrund der weltweit steigenden Patientenzahlen. ALH bietet hervorragendes Potenzial für Pharma- und Biopharmaunternehmen sowie Forschungs- und Entwicklungslabore. Die Nachfrage nach qualitativ hochwertigerer Gesundheitsversorgung führt zudem zu einem erhöhten Bedarf an Gesundheitsforschung. Daher planen Regierungen weltweit, ihre Ausgaben auf die Gesundheitsforschung zu konzentrieren, um dem Patientenwunsch nach besserer und fortschrittlicherer Technologie gerecht zu werden und gleichzeitig Qualitätsstandards zu gewährleisten. Beispielsweise stiegen die Investitionen in medizinische und gesundheitsbezogene Forschung und Entwicklung in den USA zwischen 2013 und 2016 um 20,6 %. Erweiterte Forschungsprogramme unterstützen das Marktwachstum erheblich.

Hemmnisse auf dem globalen Markt für automatisierte Flüssigkeitshandhabung

Betriebskomplexität moderner Flüssigkeitshandhabungssysteme

Komplexe Workstations und ALH-Systeme, insbesondere multifunktionale und mit mehreren Instrumenten ausgestattete ALH-Systeme, sind für spezifische Aufgaben wie PCR-Ansatz, Plattenreformatierung, Plattenreplikation und Probenvorbereitung für die chromatographische Analyse konzipiert. Vollständig anpassbare Systeme umfassen diverse Erweiterungen wie Barcode-Lesegeräte, Kühlgeräte, Schüttler und Roboterarme zur Handhabung von Laborgeräten und Platten. Diese Systeme lassen sich in ein umfassendes Laborautomatisierungssystem integrieren und sind hochgradig programmierbar. Aufgrund ihrer Komplexität benötigen Laborfachkräfte fundierte Kenntnisse für den effektiven Betrieb dieser Systeme. Es wird erwartet, dass die Komplexität dieser Systeme das Marktwachstum im Prognosezeitraum bremsen wird.

Globale Marktchancen für automatisierte Flüssigkeitshandhabung

Unerschlossenes Potenzial der Entwicklungsmärkte

Die aufstrebenden Volkswirtschaften im asiatisch-pazifischen Raum und in Lateinamerika, dem Nahen Osten und Afrika (LAMEA) bieten lukrative Chancen für Marktteilnehmer. Der Markt dürfte im Prognosezeitraum von verstärkter Forschung und Entwicklung sowie Innovationen im asiatisch-pazifischen Raum und einem steigenden Bewusstsein für ALH-Systeme profitieren. Die zunehmende Nutzung von ALH-Systemen in Laboren, Auftragsforschungsinstituten (CROs) sowie Pharma- und Biotechnologieunternehmen wird dem Markt im Prognosezeitraum Wachstumspotenzial eröffnen.

Segmentanalyse

Analyse nach Typ

Der globale Markt für automatisierte Flüssigkeitshandhabung ist in Einzelplatzsysteme, Tischarbeitsplätze und Multiinstrumentensysteme unterteilt. Das Segment der Einzelplatzsysteme trägt am meisten zum Markt bei und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 7,2 % wachsen. Ein Einzelplatzsystem für die automatisierte Flüssigkeitshandhabung (ALH) besteht aus einem einzelnen Gerät, in das die Platten manuell entsprechend den Bedürfnissen des Forschers eingesetzt werden. Obwohl Einzelplatzsysteme für die automatisierte Flüssigkeitshandhabung zunehmend durch Multiinstrumentensysteme ersetzt werden, halten sie aufgrund ihrer weiten Verbreitung in verschiedenen Forschungslaboren weiterhin einen größeren Marktanteil.

Die Branchen für Flüssigkeitshandhabung und Robotik entwickeln sich hin zu modularen und anpassungsfähigen, autarken ALH-Systemen, die für alle erschwinglich sind. Die in diesen Systemen verwendeten Geräte, Software und Techniken wurden verbessert und sind dadurch für Anwender leichter zugänglich. Autarke ALH-Systeme bieten ein größeres Funktionspotenzial. Für maximale Produktivität verfügen neue und verbesserte autarke ALH-Systeme, insbesondere die von Tecan, über integrierte Funktionen wie effektive Durchflussregelung, Trocknung mit beheizten Säulen und einfache Touchscreen-Bedienung. Darüber hinaus wird erwartet, dass autarke ALH-Systeme im Prognosezeitraum aufgrund des steigenden Bedarfs an Laborautomatisierung lukrative Chancen im ALH-Markt eröffnen werden.

Durch Modalitätsanalyse

Der globale Markt für automatisierte Flüssigkeitshandhabung ist in Einwegspitzen und Festspitzen unterteilt. Das Segment der Einwegspitzen hält den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 8,3 % wachsen.PipettenspitzenEinwegspitzen sind ein gängiger Bestandteil automatisierter Flüssigkeitshandhabungssysteme in Laboren der Chemie, der Biowissenschaften und der klinischen Diagnostik. Sie sind in verschiedenen Volumina erhältlich und steril. Dank ihrer weiten Öffnung und leitfähigen Oberfläche eignen sie sich für verschiedene Rack-Systeme, je nach Kanalanforderungen des Instruments und Anwendungszweck. Einwegspitzen ermöglichen den Flüssigkeitstransfer zwischen verschiedenen Röhrchen, Vials, Rinnen, Deep-Well-Platten und Mikrotiterplatten. Technologische Fortschritte fördern das Wachstum dieses Marktsegments.

In Forschungsexperimenten werden Pipettenspitzen mit festen Spitzen verwendet, um gereinigte Proben wie PCR-Proben und DNA/RNA-Sequenzierungsansätze zu handhaben. Lange, feste Stahlnadeln erreichen auch den Boden tiefer Gefäße, beispielsweise von Spinner-Röhrchen für die Kernspinresonanzspektroskopie oder von Zellkulturgefäßen. Pipettenspitzen mit festen Spitzen sind kostengünstig und erfordern lediglich die Einhaltung bestimmter Anwendungsrichtlinien. Viele Geräte mit festen Spitzen arbeiten mit Flüssigkeitsverdrängung, was die Reinigung einfach und unkompliziert macht. Reinigungssysteme sind für Geräte mit festen Spitzen notwendig, um Verschleppungen zu vermeiden. AdvanTip Präzisionspipettenspitzen (Hamilton) und feste Spitzen für Tecan-Pipettierplattformen (Tecan) sind Beispiele für feste Spitzen, die als Sonden für ALH-Systeme verwendet werden.

Analyse der Verfahrensschritte

Basierend auf den Verfahren wird der globale Markt für automatisierte Flüssigkeitshandhabung in folgende Bereiche unterteilt: serielle Verdünnung, Plattenreformatierung, Plattenreplikation, PCR-Setup, Hochdurchsatz-Screening, Zellkultur, Ganzgenomamplifikation und Array-Druck.

Das Segment der PCR-Ansatzsysteme trägt am meisten zum Marktwachstum bei und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 11,1 % wachsen. ALH-Systeme (Automatisierte Liquid Handling) werden integriert, um automatisierte PCR-Assay-Ansätze für verschiedene Anwendungen durchzuführen, darunter Gensequenzierung, Klonierung, Genexpression, Mutagenese sowie Krankheits- und Mutationsanalysen. Hamilton bietet ALH-Systeme in verschiedenen Plattformgrößen an, von Tischautomatisierung mit NIMBUS 4-Instrumenten bis hin zu hochkomplexen Automatisierungslösungen mit Starline-Liquid-Handling-Systemen. Automatisierte Liquid-Handling-Workstations wie die PerkinElmer Zephyr G3 und die Tecan Freedom EVO werden in Laboren für den PCR-Ansatz eingesetzt.

Die Zellzahl verschiedener Stammlösungen lässt sich durch serielle Verdünnung biologischer Einheiten wie Zelllinien bestimmen. Alternativ können Konzentrationsreihen von Zellkulturen mit einer Array- oder Panel-Analyse einer Verbindung verglichen werden. Auch die Aktivität, Reaktivität oder Synthese von Biomolekülen kann mittels serieller Verdünnung mit niedermolekularen Substanzen untersucht werden. In vielen Laborverfahren ist die serielle Verdünnung von Reagenzien, Molekülverbindungen oder Zellen jedoch zeitaufwendig und arbeitsintensiv. Aufgrund der verstärkten Nutzung von automatisierten Flüssigpipettiersystemen (ALH) für die serielle Verdünnung im Jahr 2019 trug dieses Segment maßgeblich zum Umsatz bei. Zudem erhöht sich bei manuellen Methoden das Verletzungsrisiko und die Belastung durch ergonomische Pipettiertechniken. Daher wird die serielle Verdünnung in Forschungsexperimenten mit ALH-Systemen durchgeführt.

Analyse durch Endnutzer

Der globale Markt für automatisierte Flüssigkeitshandhabung ist in Biotechnologie- und Pharmaunternehmen, Auftragsforschungsinstitute sowie akademische und staatliche Einrichtungen unterteilt. Das Segment der Biotechnologie- und Pharmaunternehmen hält den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 7,8 % wachsen. Unternehmen der Biotechnologie- und Pharmaindustrie automatisieren zunehmend einige ihrer Prozesse. Dabei kommen insbesondere Systeme für Hochdurchsatz-Screenings zum Einsatz. Automatisierte Flüssigkeitshandhabungssysteme werden in der Pharmaindustrie verwendet, um größere Substanzbibliotheken schneller und effizienter zu screenen. Dank der Miniaturisierung von automatisierten Flüssigkeitshandhabungssystemen sinken die Kosten für die Arzneimittelentwicklung und das Wirkstoff-Screening, während der Durchsatz steigt. Zukünftig werden automatisierte Flüssigkeitshandhabungssysteme voraussichtlich unverzichtbar für die pharmazeutische Forschung sein. Pharma- und biopharmazeutische Unternehmen haben erheblich in diese Geräte investiert, um verschiedene Biomoleküle zu verstehen und zu screenen, die zur Wirkstoffforschung und -entwicklung beitragen.

Klinische Studien und weitere Unterstützungsleistungen werden von Auftragsforschungsinstituten (CROs) für die Pharma-, Biotechnologie- und Medizintechnikbranche angeboten. Sie erbringen ihre Dienstleistungen auch für Universitäten, Stiftungen und staatliche Organisationen. Laut der Association of Clinical Research Organizations (ACRO) lagern über 50 % der CROs klinische Studien an die Pharmaindustrie aus, 27 % an die Biotechnologiebranche und der Rest an Stiftungen, Regierungen und die Medizintechnikbranche. Diese Organisationen müssen ALH-Systeme und andere automatisierte Technologien einsetzen, um ihre Produktivität zu steigern. CRO-Forscher müssen Präzision und Reproduzierbarkeit gewährleisten, insbesondere bei der Analyse klinischer Proben für Pharmaunternehmen, akademische Einrichtungen und medizinische Forschungszentren. ALH-Systeme sind mittlerweile fester Bestandteil der Geräteausstattung vieler CROs.

Regionalanalyse

Nordamerika dominiert den Weltmarkt

Nordamerika ist der bedeutendste Marktteilnehmer im globalen Markt für automatisierte Flüssigkeitshandhabung und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 7,6 % wachsen. Nordamerika dominiert die ALH-Technologie aufgrund ihrer guten Verfügbarkeit und Zugänglichkeit sowie der starken Präsenz von Pharma- und Biopharmaunternehmen und Forschungseinrichtungen. Die meisten Hersteller von ALH-Systemen, Automatisierungswerkzeugen und Robotertechnologie sind in Nordamerika, insbesondere in den USA, ansässig. Weltweit führende Unternehmen der ALH-Branche wie Corning, Agilent Technologies, Danaher Corporation und Gilson haben hier Niederlassungen. Daher werden die meisten ALH-Plattformen und -Workstations zunächst in den USA eingeführt, bevor sie international erhältlich sind. Der Markt expandiert zudem aufgrund des wachsenden Wissens über ALH und seine Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Branchen, darunter Wirkstoffforschung, personalisierte Medizin und klinische Diagnostik. Zahlreiche lokale und regionale Anbieter etablieren sich in dieser Region kontinuierlich auf dem Markt.

Für Europa wird im Prognosezeitraum ein jährliches Wachstum von 8,5 % erwartet. Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien, Spanien und die übrigen europäischen Länder sind die fünf wichtigsten europäischen Nationen, die in diesem Bericht berücksichtigt werden. Im Jahr 2021 hielt Europa den zweitgrößten globalen Marktanteil für automatisierte Flüssigkeitshandhabungssysteme (ALH). Es wird erwartet, dass der ALH-Markt in Europa im gesamten Prognosezeitraum weiter wachsen wird. Zu den wichtigsten Wachstumstreibern in der Region zählen die steigende Nachfrage nach technologisch fortschrittlichen Systemen, die zunehmende Nutzung von ALH-Systemen in Forschungs- und Entwicklungslaboren sowie in Pharmaunternehmen und die Verfügbarkeit modernster ALH-Systeme in Europa. Darüber hinaus wird erwartet, dass der ALH-Markt in der Region aufgrund der starken Präsenz von Schlüsselakteuren wie Tecan, Eppendorf und Hamilton Company wachsen wird. Die gut ausgebaute Gesundheitsinfrastruktur, die hohe Dichte an Pharmaunternehmen und Forschungseinrichtungen sowie die Verfügbarkeit von qualifiziertem Personal in Ländern wie Deutschland, Frankreich und Großbritannien tragen alle zum Marktwachstum in Europa bei.

Für den asiatisch-pazifischen Raum wird im Prognosezeitraum ein signifikantes Wachstum erwartet. Der Markt für künstliche Leberhämoglobin (ALH) bietet in dieser Region lukrative Chancen und dürfte im Prognosezeitraum auch schneller wachsen. Die Marktexpansion in dieser Region ist auf ein gestiegenes Bewusstsein für ALH-Systeme, eine wachsende Forschungs- und Entwicklungsbranche sowie den Anstieg von Pharma- und Biopharmaunternehmen zurückzuführen. Darüber hinaus hat sich der Markt aufgrund verstärkter Forschungsaktivitäten im Bereich der Wirkstoffentwicklung, eines stärkeren Fokus auf den Biotechnologiesektor und des vermehrten Einsatzes von ALH rasant entwickelt. Weiterhin wird der Markt im asiatisch-pazifischen Raum durch Forschung, Innovationen und Entwicklungen im Bereich ALH und Genomik beflügelt.

LAMEA hielt einen bedeutenden Marktanteil und weist voraussichtlich ein beträchtliches Wachstumspotenzial auf. Der Markt für automatisierte Flüssigkeitshandhabung (ALH) in LAMEA befindet sich aufgrund des Mangels an hochmodernen Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen, ALH-Systemen und qualifiziertem medizinischem Personal noch in den Anfängen. LAMEA entwickelt sich stetig zu einem profitablen Markt für automatisierte Flüssigkeitshandhabung, da das Bewusstsein für ALH in der Forschung wächst und ALH in der Region immer zugänglicher wird. Die meisten Länder Lateinamerikas und des Nahen Ostens, insbesondere Brasilien, Argentinien, Mexiko, Chile, Saudi-Arabien, die Türkei und Uruguay, verzeichnen einen kontinuierlichen Anstieg ihrer Investitionen in Wissenschaft und Technologie im Verhältnis zum BIP. Dies entspricht den Investitionstrends und -zielen des öffentlichen und privaten Sektors dieser Länder.