Rasche Erkennung und Quantifizierung von Mikroorganismen.

Voraussetzungen - In vielen Bereichen der Hygiene -z.B. der Lebensmittel- oder Wasseruntersuchung - gilt es, mögliche Verunreinigungen durch Mikroorganismen möglichst rasch und einfach zu erkennen. Produktionen bzw. Auslieferungen können somit rechtzeitig gestoppt und gesundheitliche Folgen vermieden werden. Nachteile der herkömmlichen mikrobiologischen , Verfahren, wie der Plattengußmethode, sind aber hoher Arbeitsaufwand und bis zu tagelange Bebrütungszeiten. Dem gegenüber werden bei modernen Verfahren hohe Probenzahlen, vollautomatisch analysiert und Resultate starker Verkeimung schon nach Stunden erbracht. Im Rahmen eines Vorprojektes wurde dazu von den Antragstellern eine "Impedanz-Splitting-Methode" ausgearbeitet, deren besondere Effektivität durch Aufnahme in die DIN-Spezifikationen belegt ist. Projektziele - Auch bei den genannten automatischen Verfahren werden schwache Kontaminationen erst nach vielstündiger Bebrütungszeit erkannt. Hier setzt das vorliegende Projekt an, das auf der Basis umfangreicher Vorarbeiten (elektrische bzw. magnetische Zellkonzentrationen sowie Nachweise durch verschiedenste physikalische und chemische Parameter) formuliert wurde. Projektziel ist es, in flüssigen Proben schwach oder mäßig enthaltene Organismen auf engsten Raum zu konzentrieren und sodann nach nur kurzer Bebrütungszeit auf empfindliche Art nachzuweisen. Das Augenmerk liegt dabei auf: (a) minimaler manueller Tätigkeit, (b) Meiden komplizierter elektromechanischer Apparaturen und (c) geringen Kosten der Probenkomponenten. Methodik - In inzwischen herkömmlicher Weise ist geplant, die Proben in zylindrischen Testzellen zu bebrüten. Die genannte Konzentration soll schrittweise von einer anfänglichen 3-dimensionalen hin zu einer quasi 1- dimensionalen punktförmigen vollzogen werden: Auf die Flüssigkeitsdeckfläche soll ein Sinklot aufgesetzt werden, dessen zentrale Bohrung ein Membranfilter trägt, das mit unter 1 micro-m gelegener Maschenweite zu einer allmählichen Abwärtslenkung der Organismen zum Zellboden führt. Hier soll durch ebene Bodenelektroden ein stark inhomogenes elektrisches Hochfrequenzfeld aufgebaut werden, das die in seinen Einflußbereich getriebenen und damit elektrisch polarisierten - Organismen, bei Nutzung der sogenannten Dielektrophorese, zu einer zentralen Punktelektrode lenkt. Letztere dient schließlich dazu, die Organismen unter simultaner Auswertung mehrerer Meßgrößen - der elektrischen Impedanz von Zellsuspension und Elektrodenoberfläche, sowie der Elektrodenkontaktspannung - zu detektieren. Ausblick - Von der neuen Methodik wird eine starke Reduktion der zur Quantifizierung genutzten sogenannten Detektionszeit bei nur geringfügigem Mehraufwand - dem zusätzlichen Sinkfilter - erwartet. Endziele sind (1.) die Ausarbeitung und Optimierung der einzelnen Verfahrensschritte, (2.) die Entwicklung eines Prototyps einer Meßanlage zur automatischen Analyse mehrerer Proben und (3.) deren Erprobung anhand hygienisch bedeutungsvoller Probentypen.