ROWdix

Weltweit sterben an wasserassoziierten Krankheiten nach Schätzungen der UN jährlich bis zu 5 Millionen Menschen. Das Erregerspektrum umfasst dabei Bakterien, Viren, Protozoen und Würmer. In den entwickelten Industrienationen sind dabei insbesondere durch Enterobakterien hervorgerufene Darmerkrankungen und durch die Toxine der Cyanobakterien hervorgerufene gesundheitliche Beeinträchtigungen von Bedeutung.

Ziel des Projekts ist die Erforschung von Schnelltests zur effektiven Erfassung bakterieller Erreger im Roh- und Oberflächenwasser und zur Bestimmung von Toxinen der Cyanobakterien.

Aufgrund der Vielfalt an bakteriellen Erregern ist es wichtig, sogenannte Indikatorkeime schnell und sicher zu identifizieren. Zu diesen Indikatorkeimen wasserassoziierter Infektionen gehören die im Forschungsvorhaben fokussierten bakteriellen Erreger: pathogene Escherichia coli, Enterokokken. Aktuell erfolgt die Diagnostik von Wasserproben über zeitaufwendige kulturbasierte Verfahren bzw. umständliche Membranfiltrationsverfahren mit einer anschließenden biochemischen und serologischen Charakterisierung und Identifizierung der Bakterien. Diese sehr zeitaufwendigen Methoden werden z. T. nur stichprobenartig durchgeführt und ermöglichen keine kontinuierliche Überwachung.

Vor dem Hintergrund der hohen gesetzlichen Anforderungen an die Wasserqualität und -sicherheit ist ein Schnelltest sowohl für Hersteller von Trinkwasser, Betreiber von Badeseen als auch für die behördliche Überwachung der Wasserbestände und Abwässer von essentieller Bedeutung. Der im Forschungsvorhaben geplante Ansatz bietet eine zeitsparende Alternative auf Basis der Polymerase-Kettenreaktion (PCR). Ziel des Projektes ist es, eine innovative Probenvorbereitung mit einer schnellen Amplifikation der isolierten Erreger-DNA und anschließenden sequenzabhängigen Detektion des PCR-Produktes auf Basis eines Biochips zu kombinieren und zusätzlich zu allen bisherigen Methoden parallel Toxine zu detektieren. Diese Multiparameter-Plattform bietet die Möglichkeit, Kontaminationen schnell und rechtzeitig zu erkennen und somit Infektionen zu verhindern bzw. in einem zeitlich relevanten Zeitraum Aussagen über die mikrobiologische Unbedenklichkeit der Wasserproben bzw. der Infrastruktur anzubieten. Im Hinblick auf die EU Badegewässerrichtlinie, welche in der Badesaison ein mindestens viermaliges Monitoring aller offiziellen Badegewässer fordert, wäre hier eine schnelle Einschätzung der Wasserqualität möglich. Im Falle einer mikrobiellen Kontamination oder einer Cyanobakterientoxin-Belastung könnte im Verdachtsfall eine kontinuierliche Überwachung von kritischen Gewässern ermöglicht werden und schnellere Maßnahmen ergriffen werden, was vielfach zur Vermeidung von finanziellen Verlusten führen kann.

Beteiligte Partner
Analytik Jena AG
Moldiax GmbH, Jena
Institut für Wasser- und Umweltanalytik (IWU), Luisenthal
Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. (IPHT)
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Hermsdorf

Laufzeit
01.10.2013 - 31.03.2015

Projektkoordination
Analytik Jena AG