Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kaltes Plasma beseitigt Ehec-Bakterien

17.06.2011
In ersten Experimenten reduzieren Prototypen alltagstauglicher Geräte die Zahl der gefährlichen Erreger drastisch.

Die nächste Welle von Infektionen mit Ehec-Bakterien lässt sich möglicherweise verhindern. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Garching und des Münchener Klinikums Schwabing haben verschiedene Ehec-Bakterienstämme wirkungsvoll mit kaltem Plasma abgetötet.


Eine Handhabe gegen Ehec-Bakterien: Mit diesem Gerät könnten Verbraucher Lebensmittel in der heimischen Küche von gefährlichen Bakterien wie dem Ehec-Erreger O104:H4 befreien. Das Gerät reduzierte eine die Zahl der Bakterien in einer Kolonie nach 15 Sekunden Behandlung auf ein 100 000stel und ließe sich für etwa 100 Euro produzieren. Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik

Kaltes Plasma besteht aus einem Gas, das bei moderater Temperatur stark ionisiert wird. Es erwies sich nun auch als wirkungsvolles Mittel gegen die Erreger des Stamms O104:H4, der den aktuellen Ausbruch mit tausenden schweren Krankheitsverläufen ausgelöst hat. Für ihre Experimente benutzten die Forscher Prototypen von Geräten, die sich für den kostengünstigen Einsatz in Lebensmittelbetrieben und in privaten Haushalten eignen könnten.

Mehr als 100 Kulturen der Ehec-Bakterien reduzierten die Mitarbeiter des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik und des Städtischen Klinikums Schwabing mit kaltem Plasma drastisch. Bei allen Bakterien handelte es sich um Shiga-Toxin produzierende E. coli Bakterien des Serotyps O104:H4, die während der aktuellen Ehec-Welle von fünf Patienten mit HUS-Syndrom isoliert wurden.

Die Kulturen der Erreger behandelten die Wissenschaftler in der Mikrobiologie-Abteilung des Schwabinger Krankenhauses mit zwei Prototypen, die kalte Plasmen erzeugen und am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik konstruiert wurden. „Die Resultate sind aus unserer Sicht sehr überzeugend“, sagt Gregor Morfill, Direktor am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und Leiter der Untersuchung. „Die Ehec-Bakterien sind zwar etwas widerstandfähiger als normale E. coli Bakterien, für die Inaktivierung spielt das aber keine Rolle.“

Den Geschmack oder den Vitamingehalt der Lebensmittel dürfte die Plasmabehandlung nicht verändern – das zumindest vermuten die Forscher, und zwar aus mehreren Gründen: Ihre Plasmen sind stark verdünnt und daher gerade einmal handwarm. Die Moleküle der Luft werden auch nur für kurze Zeit ionisiert. Anschließend bilden sie sich zurück, so dass das Plasma keine Spuren hinterlässt. Zudem wirkt das Plasma nur oberflächlich. Das haben auch Untersuchungen an der menschlichen Haut gezeigt. Darin haben die Forscher an der behandelten Haut keinerlei Veränderung festgestellt. Und diese Studien zeigten, dass das Plasma kaum in die Haut eindringt.

„Um eine umfassende Antwort auf die Frage zu geben, ob das Plasma Geschmack und Nährstoffgehalt verändert, müssten man jedoch alle einschlägigen Lebensmittel testen“, sagt Julia Zimmermann, die als Wissenschaftlerin des Garchinger Max-Planck-Instituts an der aktuellen Studie beteiligt war.

Eines der Geräte kann nach einer entsprechenden Weiterentwicklung modular zu großen Anlagen ausgebaut werden. Darin könnten Betriebe, die Nahrungsmittel verarbeiten, gefährliche Ehec-Bakterien, aber auch andere Bakterien, Viren, Pilze und die im Lebensmittelbereich besonders problematischen Sporen während der Produktion und Aufbereitung beseitigen. In den aktuellen Experimenten verminderte der Test-Apparat die Zahl der Ehec-Erreger in 15 Sekunden auf ein 10 000stel – das reicht, damit Obst und Gemüse bedenkenlos verzehrt werden können.

Das andere Instrument könnten Verbraucher nutzen, um die Krankheitserreger in der heimischen Küche abzutöten. Es ist in etwa so groß wie eine Taschenlampe, könnte für rund 100 Euro gefertigt werden und dezimierte die Krankheitskeime in 20 Sekunden sogar auf ein 100 000stel. „Diese Prototypen müssen nun noch zur industriellen Reife gebracht werden“, sagt Gregor Morfill.

Plasmen finden bereits heute Anwendung in der Medizin und dienen etwa dazu, chirurgisches Besteck zu sterilisieren. Doch solche Plasmen sind zu heiß, um damit frische Lebensmittel zu behandeln. Diesen Zweck hatten Garchinger Max-Planck-Forscher auch nicht im Sinn, als sie ihre kalten Plasmen entwickelten. Sie untersuchen damit unter anderem auf der Weltraumstation ISS, wie sich Kristalle bilden und wie Flüssigkeiten fließen. „Weil unsere Plasmen kalt sind, hat es sich natürlich angeboten, sie in der Medizin anzuwenden“, sagt Gregor Morfill. So testen die Forscher, ob sich mit den kalten Plasmen chronisch entzündete Wunden behandeln lassen oder ob Krankenhaus-Mitarbeiter damit ihre Hände desinfizieren können. Den aktuellen Experimenten zufolge könnten sie nun auch dazu beitragen, die Lebensmittel-Hygiene zu verbessern.

Kontakt:
Prof. Dr. Gregor Morfill
MP extraterrestrische Physik
Dr. Julia Zimmermann
MP extraterrestrische Physik
zimmermann@mpe.mpg.de
Tel.: +49 89 30000-3639
Fax: +49 89 30000-3569

Barbara Abrell | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de
http://www.mpg.de/924902/Wissen_und_Wirtschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit
26.06.2017 | Universität Bremen

nachricht NAWI Graz-Forschende vermessen Lichtfelder erstmals in 3D
26.06.2017 | Technische Universität Graz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Umfangreiche Fördermaßnahmen für Forschung an Chromatin, Nebenniere und Krebstherapie

28.06.2017 | Förderungen Preise

Immunabwehr: Wie Proteine Membranbläschen zusammenbringen

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das Auto lernt vorauszudenken

28.06.2017 | Maschinenbau