Bioanalytik für industrielle Medien

Biologische Gefahren in der Industrie können durch die Identifizierung von Zielmikroorganismen und rechtzeitige Dekontaminationsmaßnahmen verhindert werden. Heutzutage sind Logistik, Laborassaystandards und Automatisierung von Laborverfahren ausgearbeitet, ermöglichen aber noch immer keine schnelle Reaktion (in „Echtzeit“) auf Gesundheitsgefahren, die den Menschen betreffen, oder auf biologische Bedrohungen, die industrielle Produkte oder Infrastrukturen schädigen. In verschiedenen industriellen Bereichen werden Point-of-Use (PoU) Geräte für den mikrobiellen Nachweis stark nachgefragt. Gewünschte Lösungen müssen eine hohe Spezifität zum rechtzeitigen Nachweis von Mikroorganismen (typischerweise < 1 Stunde) aufweisen und gleichzeitig kostengünstig, vor Ort einsetzbar und vollautomatisiert sein.

Die Funktionsweise

Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist eine etablierte Technik zum Nachweis von Mikroorganismen durch Vervielfältigung bestimmter DNA-Abschnitte. Es gibt einen klaren Trend, dass sich die PCR-basierte Analytik als industrieller Standard für die Bio-Detektion durchsetzen wird. Viele Studien und Arbeiten haben bewiesen, dass PCR-Reaktionen in vollautomatischen mikrofluidischen Systemen mit minimiertem Reagenzienverbrauch gesteuert werden können und somit industrielle Anforderungen erfüllen.

Eigenschaften und Einsatzbereiche

Kürzlich hat der Geschäftsbereich DIAGNOSTIK des Fraunhofer IMM erfolgreich die PCR-Reaktion innerhalb von 15 Minuten* durchgeführt. In den vergangenen 15 Jahren hat das Fraunhofer IMM viel Erfahrung mit mikrofluidischen Point-of-Care-Geräten für die medizinische Diagnostik gesammelt, insbesondere mit der automatisierten Lab-on-a-Chip-Nukleinsäure-Extraktion und -Aufreinigung von bakteriellen und viralen Erregern. Die Strategie des Fraunhofer IMM ist es, das bestehende Technologieportfolio auf noch nicht adressierte industrielle Anwendungen zu erweitern. Das fehlende Glied, das PCR-basierte Anwendungen daran hindert, in industrielle Märkte vorzudringen, ist die langwierige Probenvorbereitung zur Extraktion von Mikroorganismen. Die Methoden zur Extraktion von Mikroorganismen sind stark abhängig von der Probenmatrix und dem Probenvolumen sowie der Zielkonzentration der zu detektierenden Organismen. Die Mission des BIM-Teams ist es, die Technologielücke zu schließen, indem es die automatisierte Extraktion von Mikroorganismen direkt aus industriellen Proben ermöglicht.

Unser F&E Angebot

Das BIM-Team hat sich zum Ziel gesetzt, eine universelle Point-of-Use-Echtzeit-Medienüberwachungsplattform aufzubauen und entsprechende Anpassungen vorzunehmen, um Lösungen zur Früherkennung mikrobiologischer Gefahren für eine Vielzahl von Branchen zu bieten, z. B. für die Wasserwirtschaft, die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, die Kosmetikindustrie, die Lack- und Beschichtungsindustrie, die Kraftstoff- und Schmiermittelindustrie, die Algen- und Fischzuchtindustrie, die Landwirtschaft, die Bioreaktoren- und Bioprozessindustrie sowie die Verteidigungs- und Biosicherheitsbranche.

*Pressemitteilung: "qPCR-Tests zum Nachweis von SARS-COV-2 in nur 15 Minuten"