Schnellnachweissysteme für Bakterien

Das Fraunhofer IZI-BB legt seinen Schwerpunkt in der Entwicklung bakterieller Nachweissysteme auf die Geschwindigkeit der Analyse, gepaart mit einer möglichst simplen Anwendung. Generell, gilt ein Verfahren als einfach und schnell, wenn man mit Hilfe etablierter Techniken und ohne den üblichen apparativen Aufbau in wenigen Minuten eine Unterscheidung zwischen gram-positiven und/oder gram-negativen Bakterien treffen kann.

Dies wird von den Anwendern (Veterinäre, Erzeuger tierischer Lebensmittel, Lebensmittel-verarbeitende Betriebe) vor Ort seit längerem gewünscht und trägt zu einer differenzierten Anwendung von Antibiotika bei.

Unser Schnelltest basiert auf unterschiedliche Brechungsindizes unterschiedlicher Dichten, wie sie durch verschiedene Matrizes in einem Refraktometer erzeugt werden. Das Prinzip ist mit der Analyse des Zuckergehaltes vergleichbar, wie sie der Winzer mit einem Handrefraktometer bei der Öchslebestimmung durchführt.

Ein weiteres Verfahren beschreibt einen spezifischen, simplen und schnellen Nachweis auf bakterielle Kontaminationen von Flüssigkeiten. Mittels eines neuen im Fraunhofer IZI-BB etablierten Verfahrens der Antigengewinnung aus bakterieller mRNA, werden monoklonale Antikörper hergestellt, die zu Fab-Fragmenten reduziert und mit einem optisch detektierbaren Elektronentransferresonanz-Element ausgestattet werden. Eine spezielle Messarchitektur auf der Basis von Nano-Beads ermöglicht bei der Anwesenheit der entsprechenden Bakterienkeime ein sichtbares Farbsignal, das die Keime spezifisch anzeigt.

Entwicklung eines apparatefreien universellen Sensors für den dirketen Bakteriennachweis - Apparatefreier Bakteriensensor

Das Kooperationsvorhaben beschreibt einen spezifischen, simplen und schnellen Nachweis auf bakterielle Kontaminationen von Wasser und stellt damit das Vorhaben in einen engen Bezug zu den Masterplänen Ernährungswirtschaft und Gesundheitsregion-BB in der Region Berlin-Brandenburg und erzeugt so synergistische Effekte zu diesen beiden Clustern. Mittels eines neuen im Fraunhofer IZI-BB etablierten Verfahrens der Antigengewinnung aus bakterieller mRNA werden monoklonale Antikörper hergestellt, die zu Fab-Fragmenten reduziert und mit einem optisch detektierbaren Elektronentransferresonanz-Element ausgestattet werden. Eine spezielle Messarchitektur auf der Basis von Nano-Beads ermöglicht bei der Anwesenheit bakterieller Erreger ein sichtbares Farbsignal,das die Keime spezifisch anzeigt.

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Dieses Projekt wird aus EFRE-Mitteln gefördert.
Das Fraunhofer IZI-BB bedankt sich beim Fördergeber für die Möglichkeit zur Realisierung dieses Forschungsvorhabens.

  • Antikörper-vermittelte FRET-Detektion > visuelle Auswertung
  • ATP-/NADH-vermittelte Energiekaskaden > visuelle Auswertung
  • Dipstick-integrierte isothermale Amplifikation > visuelle Auswertung
  • Spezifische Keimdetektion mittels differenzieller Brechungsindexmessung > visuelle Auswertung

  • Universität Potsdam

  • von Nickisch-Rosenegk M, Marschan X, Andresen D, Bier FF. Reverse transcription-polymerase chain reaction on a microarray: the integrating concept of »active arrays«. Analytical and Bioanalytical Chemistry 08/2008; 391(5):1671-8.
  • Andresen D, von Nickisch-Rosenegk M, Bier FF. Helicase-dependent amplification: use in OnChip amplification and potential for point-of-care diagnostics. Expert Review of Molecular Diagnostics 10/2009; 9(7):645-50.
  • Andresen D, von Nickisch-Rosenegk M, Bier FF. Helicase dependent OnChip-amplification and its use in multiplex pathogen detection.Clinica chimica acta; international journal of clinical chemistry 04/2009; 403(1-2):244-8.
  • Danckert L, Hoppe S, Bier FF, von Nickisch-Rosenegk M. Rapid identification of novel antigens of Salmonella Enteritidis by microarray-based immunoscreening. Microchimica Acta 02/2014; 3.43 Impact Factor.
  • Herbel S, von Nickisch-Rosenegk M, Kuhn M, Murugaiyan J, Wieler LH, Guenther S. Specific TaqMan Probes for the Identification and Quantification of Lactobacilli in Pharmaceuticals. Journal of Probiotics & Health. 02/2014; 2(1).
  • Hoppe S, Bier FF, von Nickisch-Rosenegk M. Identification of antigenic proteins of the nosocomial pathogen Klebsiella pneumoniae. PLoS One 9(10): e110703. Doi dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0110703.
  • Kersting S, Rausch V, Bier FF, von Nickisch-Rosenegk M. Rapid detection of Plasmodium falciparum with isothermal recombinase polymerase amplification and lateral flow analysis. Malaria Journal 03/2014; 13(1):99.
  • Kersting S, Rausch V, Bier FF, von Nickisch-Rosenegk M. Multiplex isothermal solid-phase recombinase polymerase amplification for the specific and fast DNA-based detection of three bacterial pathogens. Microchimica Acta 02/2014.