Schnelle, flexible Wasseranalyse sorgt in der Industrie für Aufsehen
Der Analyseprozess, der nicht länger als zwei Stunden dauert, wurde für den Nachweis der Mikroorganismen Legionella und Escherichia coli validiert, kann jedoch auch leicht für den Nachweis anderer Mikroorganismen angepasst werden. Ein schneller Nachweis von Mikroorganismen bedeutet, dass entscheidende Maßnahmen ergriffen werden können; ein wesentliches Element für die Eindämmung potenzieller Krankheitsausbrüche. „Infektionskrankheiten, die durch Mikroorganismen übertragen werden, stellen das häufigste und am weitesten verbreitete Gesundheitsrisiko im Zusammenhang mit Wasser, Trinken und Baden dar“, so der technische Leiter des Projekts, Dr. Vicente Catalan, von Labaqua in Spanien. „Die Verringerung des Risikos von durch Wasser übertragene Krankheiten wird den Ruf und die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen wie Wasserversorgungsunternehmen, Hotels, der Lebensmittel- und Getränkeindustrie und Chemieanlagen verbessern.“ Schnelle Ergebnisse Die Funktionsweise der neuen Plattform schließt die automatische Konzentration einer Wasserprobe sowie die automatische Kennzeichnung eines jeden zu untersuchenden Mikroorganismus ein. Mit einem bildgebenden Fluoreszenzzytometer wird jeder einzelne gekennzeichnete Mikroorganismus in der Probe nachgewiesen und gezählt. „Dieses bildgebende Fluoreszenzzytometer funktioniert wie eine Art Mikroskop ohne Linse, das anhand der emittierten Fluoreszenz das Vorhandensein eines Mikroorganismus erkennt“, erklärt Dr. Catalan. Einer der Hauptvorteile des Systems besteht darin, dass es vor Ort angewendet werden kann, wodurch das Einsenden der Proben an das Labor und das tagelange Warten auf die Ergebnisse vermieden wird. Im Falle von Legionella können traditionelle Methoden, die auf Kulturisolation basieren, bis zu zwölf Tage dauern, während die Plattform CYTO-WATER innerhalb von nur zwei Stunden aussagekräftige Ergebnisse liefert. „Dies ist ein entscheidender Vorteil bei der schnellen Diagnose von Qualitätsbedrohungen für natürliche Gewässer und Brauchwasser“, so Dr. Catalan. Ein weiterer Vorteil ist, dass jedes der drei an der Probenahme, Kennzeichnung und Zählung von Krankheitserregern beteiligten Module einzeln verkauft werden kann, wodurch ein potenziell weitaus größerer Markt erschlossen wird. Das automatische Kennzeichnungsmodul könnte beispielsweise an die Arbeitsabläufe von Laboratorien verschiedener Sektoren wie Krankenhäusern und Universitäten angepasst werden. „CYTO-WATER ist eine universelle Plattform mit Anwendungen für alle Mikroorganismen im Wasser“, hebt Dr. Catalan hervor. „Hier besteht ein enormes Potenzial, angefangen bei der Überwachung von Pseudomonas und Mycobacterium in Krankenhauseinrichtungen bis hin zum Nachweis von Schädlingen und Erregern in Lebensmittel- und Getränkefabriken.“ Hohe Spezifikationen Um so weit zu kommen, musste das Projektteam von CYTO-WATER eine Reihe wichtiger technischer Herausforderungen erfolgreich meistern. Zum Beispiel müssen Wasserproben konzentriert werden, um den Nachweis von Krankheitserregern zu verbessern, und das bildgebende Fluoreszenzzytometer muss empfindlich und robust genug sein, um strenge Regulierungsstandards zu erfüllen. Verschiedene Module der Plattform wurden individuell angepasst und validiert, um sicherzustellen, dass sie den Marktanforderungen entsprechen. „Eine weitere Herausforderung bestand darin, die Technologien zur Konzentration, Kennzeichnung und zum Nachweis von Krankheitserregern in ein miniaturisiertes Analysesystem zu integrieren“, fügt Dr. Catalan hinzu. Anschließend wurde die Betriebsleistung unter realen Bedingungen bewertet. Ein ökologischer und wirtschaftlicher Vergleich mit der traditionellen Stichprobenentnahme ergab, dass CYTO-WATER für den Nachweis von Legionella umweltverträglicher ist und aufgrund des geringeren Personal- und Transportaufwands weniger Kosten verursacht. Nach dem offiziellen Abschluss des Projekts im Mai 2018 werden nun neue Geschäfts- und Verwertungspläne ausgearbeitet, um zu prüfen, wie die Herstellungskosten weiter verfeinert werden können. Darüber hinaus sollen auch Wirtschaftsanalysen durchgeführt werden, um die Kundennachfrage nach der Plattform und ihren einzelnen Modulen zu ermitteln. „Die Ergebnisse, die wir beim Nachweis von Legionella und E. coli erzielt haben, zeigen die technischen Möglichkeiten des Systems“, merkt Dr. Catalan an. „Es gilt jedoch noch Marktanalysen für weitere Anwendungen durchzuführen, um das Geschäftspotenzial vollständig abzuschätzen.“
Schlüsselbegriffe
CYTO-WATER, Wasser, Legionella, E. coli, Nachweis, Krankheitserreger, Industrie, Umwelt, Zytometer, Fluoreszenz