Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Überwachung der mikrobiologischen Wasserqualität mittels Enzym-verstärkter Raman-Spektroskopie

Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist ein automatisiertes Verfahren zur Ermittlung der mikrobiologischen Wasserqualität mittels Enzym-verstärkter Raman-Spektroskopie. Die qualitative und quantitative Ermittlung von Mikroorganismen erfolgt nach Zelllyse durch Detektion von Enzymen, die für den jeweiligen Indikatorkeim spezifisch sind oder ubiquitär in nahezu allen chemoorganoheterotrophen Mikroorganismen vorliegen (Indikatorenzyme). Die Enzym-verstärkte Raman-Spektroskopie basiert auf einer Verstärkung der Raman-Streuung von Raman-Molekülen, die durch Bindung von Indikatorenzymen an einem speziell entwickelten Enzym-spezifischen Messgrößenaufnehmer hervorgerufen wird. Aufgrund der Multiplikation des nachzuweisenden Analyten bei gleichzeitig hoher Sensitivität des Messverfahrens lassen sich auch einzelne Indikatorkeime sicher nachweisen. Die Ermittlung der mikrobiologischen Wasserqualität erfolgt automatisiert nach Probenahme durch textile Dienstleister (analog der derzeitigen Vorgehensweise) in einer speziell zu entwickelnden Durchflusszelle. Die Durchflusszelle besteht aus einer Anreicherungskammer, in der die Konzentrierung und der Aufschluss der Mikroorganismen erfolgen, und einer Detektionskammer, in der anhand der Indikatorenzyme aus dem Zelllysat mittels speziell zu entwickelnder Auswertealgorithmen eine Quantifizierung der Mikroorganismen vorgenommen wird.

Unter Einsatz des automatisierten Verfahrens lässt sich die mikrobiologische Wasserqualität von Prozesswässern, die bei der desinfizierenden Textilaufbereitung in der Spülphase eingesetzt werden, schnell und kostengünstig ermitteln. Hieraus ergeben sich wirtschaftliche Vorteile von über 7,6 Mio. €/a für die ca. 2.300 textilen Dienstleister (vorwiegend KMU). Unter Einsatz des Verfahrens lässt sich ferner das Risiko einer Rekontamination desinfizierend aufbereiteter Textilien in der Spülphase minimieren und so die Hygienesicherheit weiter optimieren.