„Fingerabdruck“ verrät Keime

Die Produktion in Reinräumen ist in sehr vielen Bereichen der Pharma-, Medizin- und Lebensmittelindustrie unumgänglich, um eine Verunreinigung der Produkte zu verhindern. Neben der geringen Anzahl abiotischer Partikel ist eine möglichst geringe bis keine Keimbelastung gefordert.

Dies gilt ganz entscheidend auch für OP-Räume. Deshalb werden solche Einrichtungen regelmäßig gewartet und auf Mikroorganismen in der Luft untersucht. „Leider dauert das in der Regel mehrere Tage bis eine Woche, denn die entnommenen Proben müssen erst im Labor untersucht werden“, erklärt Prof. Dr. Jürgen Popp von der Universität Jena. „Erst danach können die Mikroorganismen genau identifiziert werden“, ergänzt der Direktor des Uni-Instituts für Physikalische Chemie, der in Personalunion das Institut für Photonische Technologien (IPHT) leitet.

Doch diese Zeitspanne soll sich in Zukunft deutlich verringern. Im Rahmen des neuen Forschungsprojektes „Schnelle und automatisierte Raman-Detektion von Luftkeimen – RAMADEK“ erarbeiten Chemiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena mit Partnern aus der Wirtschaft eine Methode, mit der solche Analysen vor Ort in wenigen Stunden durchgeführt werden können. Das Projekt läuft über drei Jahre und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt 1,2 Millionen Euro gefördert.

„Wir wollen im Projekt ein Verfahren entwickeln, das es erlaubt, Keime in Echtzeit mittels der Raman-Spektroskopie zu detektieren“, erklärt Popp. Dieses Verfahren – benannt nach dem indischen Physiker und Nobelpreisträger Chandrasekhara Raman – nutzt die Frequenzänderung von Licht, wenn es auf Materie trifft. Da die räumliche Auflösung eines Raman-Mikroskops bei ca. einem Mikrometer liegt, ist es möglich, einzelne Bakterien zu messen. Das Raman-Spektrum des Keims kann dann als optischer Fingerabdruck verwendet werden und wird über eine Datenbank unter Verwendung statistischer Methoden identifiziert.

„Wir sind für diese Datenbank und die Identifizierungsalgorithmen zuständig“, erklärt Prof. Popp den Anteil der Universität Jena. „Dafür untersuchen wir verschiedene Arten von Mikroorganismen und speichern die Daten, die während der Raman-Spektroskopie einen Wiedererkennungswert haben.“

Mit dieser automatisierten Bestimmungsmethode kann wichtige Zeit und damit auch Geld gespart werden. Operationssäle in Krankenhäusern etwa sind somit schneller benutzbar.

Kontakt:
Prof. Dr. Jürgen Popp
Institut für Physikalische Chemie der Universität Jena
Helmholtzweg 4, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948320
E-Mail: juergen.popp[at]uni-jena.de