HOME | IMPRESSUM | ENGLISH    Fachartikel | Mikro-Nano-Integration | Innovation | Markt- und Messeberichte | Neue Produkte | News |      NEWS --- Aus der Forschung --- Neues opto-elektronisches Schnelltestsystem weist Trinkwasserkeime nach Eine zeitsparende und wenig personalaufwendige Methode zur Untersuchung von Trink- und Reinst- wasser hinsichtlich bakterieller Verunreinigungen ist derzeit noch ein Desiderat. Daher hat sich der Forschungsverbund „OptoZell“ zum Ziel gesetzt, ein automatisiertes opto-sensorisches Schnelltest- system zu entwickeln, mit dem es möglich ist, mikrobiologische Verunreinigungen in Trink- und Reinstwasser direkt vor Ort zu detektieren. Das von der EADS Deutschland GmbH koordinierte Pro- jekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt 1,6 Millionen Euro ge- fördert. Mittlerweile haben die Wissenschaftler einen Demonstrator als Beleg für die Funktions- fähigkeit ihres Konzeptes erarbeitet. Bei der Entwicklung von neuen Wirkstoffen und der Analyse von Proben in pharmazeutischen Laboren wird häufig Reinstwasser verwendet. Analytische Nachweisgrenzen und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse werden dadurch optimiert. Da alle Verunreinigungen zu einem gewissen Ausmaß Einfluss auf das Ergebnis haben, ist es insbesondere in diesem Bereich von Vorteil, sie schnell und unaufwendig zu erkennen. Aber auch im Hinblick auf das täglich verwendete Trinkwasser kann ein schnelles Testverfahren sehr nützlich sein. So würde ein derartiges Verfahren, das sich zudem vor Ort einsetzen ließe, eine erhebliche Kostenersparnis für Betreiber von Wasserverteilungs- und Aufbereitungsanlagen zur Folge haben, da sie umgehend auf mikro- bielle Kontaminationen reagieren und so die Betriebskosten durch redzuzierte Ausfallzeiten senken könnten. Vor diesem Hintergrund erarbeitet der Forschungsverbund „OptoZell“ ein automatisiertes opto-elektronisches Schnelltestsystem, mit dem es möglich ist, Keime in Reinst- und Trinkwasser innerhalb kürzester Zeit zu detektieren. Kern des Systems ist eine kombinierte Filtrations- und Messzelle. Die verwendeten mikrome- chanischen Filter haben eine Dicke von nur einigen 100 nm und einen Porendurchmesser von 450 nm. Das System funktioniert derart, dass die zu untersuchende Trinkwasserprobe durch den Mikrofilter gepumpt wird. Dabei werden die Bakterien an der Filteroberfläche zurückgehalten, da sie einen größeren Durchmesser be- sitzen als die Poren des Filters. Anschließend werden spezielle Farbstoffe über den Filter gepumpt. Dadurch erfolgt eine Einfärbung der Bakterien. Nach Anregung mit einer LED-Diode oder einem Laser geben die Bak- terien Fluoreszenzlicht ab und können so detektiert werden. Während das Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration in München für die Entwicklung des optischen Messsystems verantwortlich ist, besteht der Anteil der Universität Regensburg an dem Projekt in der Realisierung des hochempfindlichen und unspezifischen Schnelltests zum halbquantitativen Nachweis von Bakterien. Mit dem Ziel die Korrelation zwischen Messsignal und tatsächlicher Zellzahl in Realproben nachzuweisen, führt das Institut für Wasserforschung in Schwerte bei Dortmund mikrobiologische Untersu- chungen durch. Der Anteil der EADS Deutschland GmbH an dem Projekt besteht schließlich in der Ent- wicklung mikromechanischer Filter, der Mikrofluidik sowie der Elektronik und Steuerung. Außerdem ist der Konzern für die Systemintegration des Gerätes zuständig. Gegenüber herkömmlichen Verfahren, die zumeist noch auf einer Kultivierung der Wasserproben in Petri- schalen basieren, hat das von OptoZell entwickelte Konzept den Vorteil, dass es vollautomatisiert und ohne den Einsatz von Fachpersonal außerhalb eines Labors realisiert werden kann. Um eine Verunreini- gung des Wassers feststellen zu können, benötigt man nicht, wie bei Laboruntersuchungen ein bis zwei Tage, sondern eine Detektion von Bakterien ist in weniger als einer halben Stunde möglich. Eine Reini- gung des Gerätes erfolgt selbstständig, so dass nach einer Messung sofort wieder eine weitere Unter- suchung durchgeführt werden kann. Zudem ist das als Produkt geplante Gerät klein und kompakt und eignet sich dadurch auch für einen Feldeinsatz. Ein weiterer Vorteil des opto-sensorischen Schnelltest- systems besteht darin, dass es hinsichtlich verschiedener Anwendungen flexibel ist: So können nicht nur verschiedene Bakterienarten, sondern auch die in einer Probe enthaltene Gesamtzellzahl mit dem System ermittelt werden. Nach Angaben der EADS Deutschland GmbH kann in etwa drei Jahren mit einer Markteinführung des Systems gerechnet werden. Ausfiltrierte fluoreszente Mikro- kügelchen (Beads, Ø1 µm) auf einem anorganischen Steril- filter. Detailbild: REM-Aufnahme der Filtermembran mit Porengröße 0,45 µm Autorin: Anette Weingärtner Olbersstraße 8 10589 Berlin Tel.: 030 34357132 Fax: 030 34357533 E-Mail: anette.weingaertner@debitel.net www.world-of-photonics.net [zurück]