Bakteriellen Befall schnell, berührungslos und markerfrei erkennen

Mit einem multimodalen Mikroskop will das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) zusammen mit drei Partnern im Verbundprojekt PriMe die Erkennung von bakteriellem Befall über eine schnelle, markerfreie und berührungslose Bildgebung möglich machen. Damit ließe sich die Charakterisierung und Klassifizierung von Biofilmen maßgeblich beschleunigen – interessant ist das für die Forschung, aber auch für das klinische Umfeld und die Diagnostik.

Die Zusammensetzung von Biofilmen zu entschlüsseln, dauert zurzeit mindestens einen Tag – für das klinische Umfeld, in dem Biofilme lebensbedrohlich sein können, eine enorm lange Zeitspanne. Die PriMe Verbundpartner wollen nun Mehrphotonenmikroskopie und metabolische Bildgebung kombinieren, um den Prozess erheblich zu beschleunigen. Dazu entwickeln sie eine neuartige Laserstrahlquelle mit spezifisch auf die Anwendung angepassten spektralen Eigenschaften.

Über Stoffwechselprodukte Biofilm bestimmen

Mit dieser Laserquelle wollen LZH und die Becker & Hickl GmbH Stoffwechselprodukte wie die Coenzyme NADH, FAD und zusätzlich die Aminosäure Tryptophan nachweisen. Letztere ist ein zentraler Bestandteil von Proteinen und Peptiden. Die kombinierten Werte sollen es dann ermöglichen, zu bestimmen welche Bakterien in dem Biofilm vorhanden sind. Projektziel ist einen Demonstrator für Anwendertests zu entwickeln, mit dem sich klinisches Material untersuchen lässt.

Grundlage für den Demonstrator soll ein innovatives, multi-modales Ultrakurzpuls- (UKP) Faserlasersystem sein, welches das LZH zusammen mit VALO Innovations GmbH und TEM Messtechnik GmbH entwickelt. Dieses soll optimal an die Bedürfnisse der Mehrphotonenmikroskopie und der erweiterten Fluoreszenzlebenszeitmessung angepasst sein. Mit der neuen Laserquelle wollen die Wissenschaftler:innen ermöglichen, grundlegend neue Erkenntnisse zu bakteriellen Gemeinschaften und Umwelteinflüssen zu gewinnen.

Außerdem wollen sie einen Grundstein für ein neues Diagnoseverfahren legen, das die Therapie von bakteriellen Infektionen deutlich vereinfachen könnte.

Über „PriMe“

Im Verbundprojekt „PriMe“ wird die Erkennung und Klassifizierung bakteriellen Wachstums mittels Mehrphotonenmikroskopie und molekularer beziehungsweise metabolischer Bildgebung verfolgt. Verbundpartner sind TEM Messtechnik GmbH, Becker & Hickl GmbH, VALO Innovations GmbH und das Laser Zentrum Hannover e.V. Assoziierter Partner ist APE Angewandte Physik u. Elektronik GmbH. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).

https://www.lzh.de/