InBaDtec: Dezentrale Wasseranalyse direkt am Einsatzort
Die Untersuchung von Wasserproben auf mikrobiologische Kontaminationen erfolgt bislang häufig über den klassischen Laborweg: Probenentnahme, Transport ins Labor, Analyse und anschließend Ergebnisbereitstellung. Die InBaDtec-Plattform des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMM verfolgt einen anderen Ansatz, indem sie die Analyse direkt an den Ort des Bedarfs verlagert.
Automatisierte Prozesskette für schnelle Ergebnisse
Im Zentrum der Plattform steht eine vollautomatisierte Prozesskette, die die Probenvorbereitung eigenständig übernimmt. Dadurch entfallen manuelle Zwischenschritte, da das System die Wasserprobe direkt aufbereitet und für den quantitativen PCR-Nachweis (qPCR) vorbereitet. Dieses Verfahren ermöglicht eine schnelle und dezentrale Analyse, die innerhalb von ein bis zwei Stunden nach Probenentnahme verlässliche Resultate liefert.
Modularer Aufbau und Kompatibilität mit handelsüblichen PCR-Systemen
Die Plattform zeichnet sich durch ihre modulare Struktur aus, die eine flexible Anpassung an verschiedene Einsatzbereiche erlaubt. Zudem ist sie kompatibel mit marktüblichen PCR-Geräten, was die Integration erleichtert und die Abhängigkeit von proprietären Komplettsystemen reduziert. Dies führt zu einer geringeren personellen Belastung, da die Analyse vom Betreiberpersonal ohne spezielle Laborqualifikation durchgeführt werden kann – ein wichtiger Vorteil bei zeitkritischen Anwendungen.
Verlagerung der Analytik vom Labor zum Einsatzort
Ein zentraler Vorteil von InBaDtec ist die Verlagerung der Analyseprozesse vom Zentrallabor direkt zum Ort der Probenentnahme. Die Notwendigkeit, Proben an ein externes Labor zu senden, entfällt, was Zeit spart, logistischen Aufwand minimiert und die Zeitspanne zwischen Probenentnahme und Ergebnis deutlich verkürzt. Insbesondere in der Wasserwirtschaft, industriellen Prozessen und hygienisch sensiblen Bereichen ist diese Zeitersparnis von großer Bedeutung, da sie eine schnellere Reaktion auf mikrobiologische Belastungen ermöglicht.
Vergleich der Analysemethoden: qPCR, Durchflusszytometrie und kulturbasierte Verfahren
- qPCR: Die quantitative PCR ist weltweit etabliert und eignet sich besonders zur schnellen, sensitiven und spezifischen Identifikation sowie Quantifizierung bestimmter Mikroorganismen. Im Vergleich zu kulturbasierten Methoden liefert sie deutlich schnellere Ergebnisse, ist jedoch ohne zusätzliche Viabilitätsstrategien nicht in der Lage, zwischen lebensfähigen und nicht lebensfähigen Zellen zu unterscheiden.
- Fluoreszenzbasierte Durchflusszytometrie: Diese Methode bietet eine sehr schnelle Analyse und eignet sich vor allem für Screening und die Erfassung von Gesamtzellzahlen sowie intakten Zellen. Sie ist ideal für Trendbeobachtungen und Prozesskontrollen, jedoch oft weniger spezifisch als qPCR, apparativ aufwendiger und nicht weltweit für alle Anwendungen zugelassen.
- Kulturbasierte Verfahren: Diese sind regulativ anerkannt und erfassen kultivierbare Organismen. Allerdings benötigen sie mehr Zeit und Personalaufwand und erfassen nicht zuverlässig lebensfähige, aber nicht kultivierbare Zellen, was zu einer möglichen Unterschätzung der mikrobiellen Belastung führen kann.
Erweiterungsmöglichkeiten zur Differenzierung von VBNC-Zellen
Die modulare Struktur von InBaDtec ermöglicht perspektivisch eine Erweiterung zur Unterscheidung zwischen lebensfähigen, aber nicht kultivierbaren Zellen (VBNC) und der Gesamtzellzahl. Dies ist besonders relevant für Anwendungsbereiche, in denen klassische Kulturverfahren an ihre Grenzen stoßen, da gesundheitlich relevante Mikroorganismen möglicherweise nicht im Kultursystem nachweisbar sind.
Somit kann InBaDtec als flexible Plattform nicht nur für dezentrale qPCR-Analysen genutzt werden, sondern auch zu einem umfassenden System für diverse Einsatzgebiete ausgebaut werden, darunter Kühlwasser, Trinkwasser, Abwasser, Schwimm- und Badewasser, Bioreaktoren sowie die Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie.
Präsentation auf der IFAT
Das InBaDtec-System sowie weitere Anwendungen zur Wasseranalyse und kontinuierlichen Qualitätskontrolle von Flüssigkeiten werden auf der IFAT vorgestellt. Beispiele hierfür sind:
- Echtzeit-Qualitätskontrolle von Hydroponik-Lösungen
- Durchflussdetektion von Nanopartikelgrößenverteilungen
- Inline-Zellfärbung für die Durchflusszytometrie in Bioreaktor-Workflows
Interessierte können die Präsentation in Halle B2, Stand 115 besuchen.
Kontakt für wissenschaftliche Anfragen
Email: sisi.li@imm.fraunhofer.de
