CD-Labor for Monitoring mikrobieller Kontaminanten

Bakterien, Viren Pilze – schädliche Mikroorganismen sind ein Problem für Nahrungsmittelproduktion, Biotechnologie, chemische Industrie und viele andere Bereiche. Dieses Labor will Befall mit solchen „Schadkeimen“ schneller und kostengünstiger feststellen als bisher möglich.

Ob Lebensmittel, pharmazeutische Produkte oder biotechnologische Anwendungen mit Bakterien, Viren oder Pilzen verunreinigt sind, wird bisher überwiegend mit mikrobiologischen Methoden festgestellt: Proben werden auf ein Nährmedium übertragen, auf dem eventuell vorhandene schädliche Mikroorganismen wachsen und so nachweisbar werden. Diese Methoden garantieren Sicherheit für die KonsumentInnen – sind aber zeitaufwändig und für die produzierenden Unternehmen kostspielig.

So nimmt die Produktion von Lebensmitteln oft weniger Zeit in Anspruch als das Wachstum von Bakterien im Nährmedium. Die Feststellung der Kontamination erfolgt also erst, wenn die Produkte bereits fertig sind - und die Entsorgung entsprechend kostspieliger.

Zur Lösung dieses Problems wird hier vor allem an molekularbiologischen Methoden gearbeitet: Das Vorhandensein von Bakterien-DNA soll direkt am Ort der Produktion nachgewiesen werden. Die Methoden dafür werden in der Grundlagenforschung (insbesondere der Genetik) bereits breit angewendet, müssen aber für die Anwendung in der Produktion angepasst werden. Neue Fragen dazu betreffen insbesondere die Probenvorbereitung sowie die eigentliche Nachweismethodik (qPCR).

Wesentliches Mittel dazu sind so genannte ionische Flüssigkeiten. Das sind Salze, die bei Raumtemperatur flüssig sind und in der organischen Chemie entwickelt wurden. Diese Flüssigkeiten können am Reißbrett entworfen werden, ihre Eigenschaften sind vorhersagbar, weshalb sie sich ideal für die Fragestellungen dieses Labors eignen.

Eine grundlegende Fragestellung ist, verschiedene Schadkeime aus ihren Trägermedien (also zum Beispiel dem Lebensmittel) zu lösen und schnell und effektiv zu detektieren.

Die nachfolgende Nukleinsäure-Basierte Detektions-methodik ist ebenfalls ein wesentliches Forschungsgebiet dieses Labors.

Im praxisnahen Bereich wird unter anderem an Stickern gearbeitet, die im Betrieb angebracht werden und kleinste Mengen der Zielorganismen fixieren. Diese werden anschließend eluiert und die DNA nachgewiesen (On-line monitoring). Auf diese Weise kann man mögliche Kontaminationen bereits früh im Produktionsprozess feststellen und entsprechend darauf reagieren. Dasselbe Ziel verfolgt auch die Forschung an „mitlaufenden“ Indikatoren, also Produkten, die den gesamten Produktionsprozess wie alle anderen Produkte durchlaufen, sich aber bei Vorhandensein schädlicher Mikroorganismen verfärben.