Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pilzinfektionen schneller erkennen

25.09.2013
Wissenschaftler und Ingenieure aus Jena, Ilmenau und Berlin entwickeln in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbund ein handliches Analysegerät, das tödliche Pilzinfektionen schnell und empfindlich bestimmen kann.

In Deutschland erkranken jährlich etwa 180.000 Menschen an einer Sepsis. Ein Drittel stirbt an den schnell eintretenden Komplikationen wie Organversagen. Die gefährliche Infektion wird von Bakterien und zunehmend häufiger von Pilzen ausgelöst. Um das richtige Antibiotikum geben zu können, muss ein Arzt wissen um welchen Erreger es sich handelt.

Bei Pilzinfektionen ist diese Bestimmung schwieriger als bei Bakterien. Eine frühzeitige Diagnose ist entscheidend für den Erfolg der Therapie und damit für das Überleben des Patienten. Eine verbesserte Diagnostik ist die Forderung eines kürzlich verabschiedenden Memorandums zur Reduzierung der Sepsishäufigkeit, unter Schirmherrschaft des Bundesgesundheitsministeriums.

Um die Erregeranalyse zu beschleunigen und genauer zu machen, will der Forschungsverbund ImSpec (Imaging Spectrometer zur parallelen Auslesung eines ultrasensitiven plasmonischen Microarrays zur vor-Ort-Analytik von DNA/RNA) die Schwächen herkömmlicher Verfahren zum Nachweis von Viren, Bakterien und Pilzen überwinden. Mikrobiologische Standardmethoden untersuchen die Probe des Patienten auf bestimmte Erreger, indem sie versuchen deren Wachstum nachzuweisen. Für eine frühzeitige Unterstützung der Therapieentscheidung des behandelnden Arztes sind diese Verfahren ungeeignet. Der Nachweis dauert unter Umständen mehrere Tage. Die Nachweisrate bei Pilzen liegt zum Teil unter zehn Prozent.

Moderne molekularbiologische Verfahren, welche die Spuren der Erreger (DNA) sehr schnell vervielfältigen und damit nachweisen können, finden derzeit keine breite Anwendung im Routineeinsatz. Dies liegt unter anderem am hohen technischen Aufwand der Methoden, um jeden Erreger einzeln nachzuweisen.

Verbundleiter Dr. Walter Schott von der SIOS Messtechnik GmbH aus Ilmenau setzt gemeinsam mit Dr. Wolfgang Fritzsche vom Institut für Photonische Technologien Jena e.V. (IPHT) erstmals die Technik der lokalisierten Oberflächenplasmonen-Resonanz (LSPR) ein, um die genaue Erregerart zu identifizieren. Hier werden anstatt von Farbstoffen, metallische Nanopartikel eingesetzt. „Diese sind besonders geeignet, da ihre optischen Eigenschaften im Bereich des sichtbaren Lichtes leicht durch ihr Design einstellbar sind“, sagt Schott.

Die Bindung der Erreger-DNA an einen Nanopartikel-Sensor führt zu einer Verschiebung der Wellenlänge des reflektierten Lichtes. So kann auf die Art der Erreger geschlossen werden. Diese markerfreie Methode so zu optimieren, dass mehrer solcher Messpunkte gleichzeitig ausgelesen werden können, ist Ziel des Verbundes. Entwickelt wird nun eine kompakte Analyseeinheit, die ohne komplizierte Mikroskopaufbauten auskommt. Mit ihr lassen sich Bilder von Nanopartikel-Arrays aufnehmen. Gleichzeitig erfolgt das spektrale Auslesen der einzelnen Sensorpunkte innerhalb weniger Sekunden.

Das Projekt ist Teil des BMBF-Forschungsschwerpunktes Biophotonik. Das BMBF unterstützt damit die Erforschung optischer Lösungen für Medizin und Lebenswissenschaften. Unter dem Credo „Leben retten, Gesundheit erhalten, Lebensqualität verbessern“ leistet das interdisziplinäre Forschungsfeld der Biophotonik einen wichtigen Beitrag für ein zukunfts-fähiges Gesundheitssystem. Ziel ist es eine individuell ausgerichtete vorbeugende Medizin zu etablieren, um so zur Entlastung des Gesundheitswesens beizutragen.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert seit 2002 den Forschungszweig der Biophotonik und hat mehr als 100 Millionen Euro investiert. Über 150 Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft haben sich bisher in rund 55 Verbundprojekten engagiert. Schon heute gehören die optischen Technologien zu den wichtigsten Impulsgebern für die Medizintechnik.

Ihr Ansprechpartner:
Prof. Dr. Jürgen Popp
Wissenschaftlicher Direktor des IPHT
Telefon +49 (0) 3641 · 206-300
Telefax +49 (0) 3641 · 206-399
juergen.popp@ipht-jena.de

Dr. Andreas Wolff | idw
Weitere Informationen:
http://www.biophotonik.org
http://www.ipht-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterieller Untermieter macht Blattnahrung für Käfer verdaulich
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Neues Werkzeug für gezielten Proteinabbau
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte