Plattformentwicklung auf CMOS-Basis zur Detektion von Mikroorganismen in Trink-, Reinst-, Grund-, Oberflächen- und Prozesswasser (AQUAsens)< zurück

Bei den derzeit für Routineuntersuchungen angewandten mikrobiologischen Methoden in der Wasseranalytik werden Mikroorganismen durch selektive Kultivierungsschritte nachgewiesen. Diese Methoden sind sehr zeitaufwändig und personalintensiv. Molekularbiologische Methoden bieten hier den Vorteil einer verkürzten Nachweiszeit sowie einer erhöhten Spezifität.

Im Rahmen dieses Vorhabens wurde eine Messmethode entwickelt, bei der die zu analysierenden Wasserproben über Querstrom-Ultrafiltration und immunomagnetische Separation angereichert und anschließend über CMOS-Sensorchips quantitativ ausgewertet werden. Durch die parallele Auswertung über 96 bzw. 384 unabhängige Einzelelektroden können über gruppenspezifische Marker alle nach der TrinkwV 2001 hygienerelevanten Gruppen wie z.B. E. coli, Legionellen oder Enterokokken, sowie durch speziesspezifische Marker auch einzelne Spezies detektiert werden. Als Marker werden sowohl DNA bzw. RNA-Sonden als auch Antikörper verwendet. Basis und Kernstück des Systems sind CMOS-Sensorchips mit einer Vielzahl von Sensorelektroden, an deren Oberfläche die elektrochemische Reaktion zur Detektion des biomolekularen Bindungsereignisses stattfindet.

Zur Validierung des Online-Probenahmesystems wurde am TZW die Referenzanalytik für Mikroorganismen und Xenobiotica durchgeführt. Es wurden quantitative PCR-Assays zur Quantifizierung verschiedener pathogener und schadstoffverwertender Mikroorganismen sowie stoffwechselphysiologischer Mikroorganismengruppen entwickelt. Des Weiteren wurden die standardisierten Kulturverfahren für Pathogene durchgeführt und ausgewählte Xenobiotica wie Pflanzenschutzmittel, Arzneimittelrückstände, endokrine Substanzen und Röntgenkontrastmittel vor und nach den Behandlungsstufen analysiert.

Ziel des Projektes war die Entwicklung eines dezentral einsetzbaren Analysesystems zum schnellen Nachweis von Mikroorganismen/ Keimen und Xenobiotica zur Qualitätsicherung in Trink-, Reinst- und Prozesswasser.

AnsprechpartnerIn

Dipl.-Ing. (FH) Claudia Stange

Tel.: +49(0)721/9678-134
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Förderung

BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung

Projektdauer

2006 - 2010