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Biochips erkennen Bakterien

Chemie. - Um Krankheitserreger in Blut oder Schimmelpilze in Lebensmitteln aufzuspüren, sind die bisher verwendeten Verfahren oft nur unzureichend geeignet. Zudem dauert eine Nachweisanalyse oft Tage oder Wochen. Lebensmittelchemiker optimieren daher ihre Systeme mit biologischen Komponenten. Aktuelle Entwicklungen auf diesem Gebiet der chemischen Apparate präsentierte in dieser Woche die Messe in München.

26.04.2002
    Bakterien verursachen Durchfall und noch schlimmere Krankheiten. Salmonellen, Listerien, Ehec - die Liste der gefährlichen Keime ist lang. Deshalb, so sagt die Biologin Tanja Linner, wollen Untersuchungslabors Bakterien an vielen Stellen möglichst schnell nachweisen: "Überall wo sie unerwünscht sind: Bei Lebensmitteln sind es Salmonellen, Listerien oder Bier verderbende Bakterien, Legionellen im Sanitärbereich. Ein anderer Bereich ist Abwasser. Da bilden Bakterien Schwimmschlämme, die dazu führen, dass das Abwasser nicht richtig geklärt werden kann. Diese Bakterien muss man natürlich rechtzeitig bekämpfen - und dazu muss man erst einmal wissen, ob sie da sind oder nicht." Um Bakterien im Blut, in Lebensmitteln oder im Wasser nachzuweisen, musste man sie zunächst über Tage oder Wochen heranzüchten, bevor man den Keim genau bestimmen konnte. Die Firma vermicon aus München hat auf der Analytica ein Testsystem vorgestellt, das ohne diese Kultivierung auskommt. Es besteht aus einer kleinen Schachtel mit einigen Lösungen und Objektträgern, auf denen man die Probe unter dem Mikroskop betrachten kann. "Wir haben Bakterien in einer Lösung, die wir ernten und mit der ersten Lösung fixieren und abtöten", erklärt Linner. "Gleichzeitig wird dadurch die Zellwand etwas durchlöchert, damit die Gensonden, die wir im nächsten Schritt dazugeben, eindringen können."

    Die Gensonden enthalten Farbstoffe, die das gesuchte Bakterium im Mikroskop sichtbar machen. Jede Bakterienart hat in ihrem Erbgut ganz charakteristische Abschnitte, die von den Gensonden erkannt werden. Wer schon weiß, nach welchen Keimen er sucht, kann durch diesen Test viel Zeit und Mühe sparen. Unbekannte Erreger hingegen sind schwerer zu finden, weil man viele solcher Tests parallel durchführen muss. Für solche Massentests platzieren die Analytiker zunehmen Gensonden nebeneinander auf so genannten Biochips, auf kleinen Glasplättchen. Holger Eickhoff erklärt, dass seine Berliner Firma Scienion die Gensonden mit Hilfe von speziellen Druckverfahren aufs Glas bringt: "Nadeldrucker zum Beispiel reichen in punkto Genauigkeit und Reproduzierbarkeit aus. Wir benutzen aber auch Tintenstrahldrucktechnik für feinere Raster." Das Problem dabei: Herkömmliche Drucker arbeiten normalerweise mit vier Grundfarben, doch für die Analyse bringt man einige hundert Proben auf. "Das ist also so, als wenn Sie mit 500 Farben drucken würden", verdeutlicht Eickhoff. Biochips lassen sich nicht nur zum Nachweis von Bakterien nutzen. Ebenso schnell kann man eine Blutprobe daraufhin untersuchen, ob jemand bestimmte Gene trägt, die ihn für eine Krankheit anfällig machen.

    [Quelle: Hellmuth Nordwig]