Schnellere Identifikation von Mikroorganismen

Die mibic GmbH & Co. KG bringt ein neuartiges Analysegerät auf den Markt. GRAM basiert auf der Raman Spektroskopie und beschleunigt die Identifikation von Mikroorganismen wie Hefen, Bakterien und Pilzen.

Dr. Oliver Valet und Dr. Markus Lankers entwickeln seit fast 20 Jahren Analysegeräte auf Basis der Mikro Raman Spektroskopie – ein optisches Verfahren zu Identifikation von Materialien wie Pigmenten oder chemischer Substanzen und nun auch Mikroorganismen.

Die beiden Wissenschaftler haben die Automatisierung der Mikro Raman Spektroskopie in den vergangenen Jahren optimiert und in Branchen wie der Pharmazie oder der Automobilbranche zur Marktreife gebracht. Dort kommt es zumeist in der Qualitätskontrolle zu Einsatz. Im Mai gründeten sie ein neues Unternehmen und erschließen mit GRAM nun einen neuen Anwendungsbereich der Raman Spektroskopie. „Unser neues System dient der mikrobiologischen Identifikation“, so Dr. Oliver Valet.

Das neue Analysegerät entstand wurde auf Anregungen eines Kunden aus der Weinherstellung an die dortigen Anforderungen angepasst, erzählt der Unternehmensgründer. In großen Weinkeltern ist die tägliche Beprobung sinnvoll, um den Status im Traubensaft während dem Gärungsprozess darzustellen und zu steuern. Und um die Freiheit von Hefen in der abgefüllten Flasche sicherzustellen. Die Art der Beprobung hat sich seit Pasteurs Zeiten nicht verändert. Die mikrobiologischen Proben werden in festen Nähstofflösung (Petrischalen), angesetzt um dann zu sehen, welche Arten von Organismen darin wirken. Bis zu 200 Proben pro Tag sind dabei keine Seltenheit. Allerdings dauert die Anzucht der Organismen auf der Nährlösung freilich seine Zeit und ist arbeitsaufwändig. 

„GRAM macht die Anzucht der Proben nun überflüssig“, so Dr. Valet. Die mikroskopische Zählung und die Bestimmung der Organismen mittels Raman Spektroskopie liefert nach etwa zehn Minuten pro Probe die Anzahl und die Identität der Mikroorganismen, verkürzt den Prozess damit erheblich und erlaubt ein Vielfaches an Beprobungen. Das ist allerdings nicht der einzige Vorteil. Das Verfahren spart neben Kosten und Zeit wegen der handlichen Größe des Spektroskops auch Platz – Laborfläche ist schließlich wertvoll.  

Seit Juli 2018 arbeitet die mibic GmbH & Co. KG im TGS Spreeknie. Dort betreibt die Firma inzwischen das Applikationslabor, die Geräteherstellung und die Vermarktung. Bei der Entwicklung der für die sichere Keimzuordnung notwendigen Lern- und Zuordnungsalgortihmen arbeiten die Wissenschaftler mit der Uni und dem Leipnitz Institut (IPHT) in Jena zusammen. Allerdings sehen die Firmengründer auch die Nähe zur HTW Berlin für das neue Unternehmen als großen Vorteil.

GRAM wird derzeit bei der Weinherstellung eingesetzt und weiter optimiert. Als maschinenlernendes System soll es sein Wissen sukzessive erweitern, um ein breites Spektrum an Mikroorganismen zweifelsfrei zuordnen zu können. Künftige Einsatzgebiete sehen die Entwickler bei der Herstellung von Wein und Bier, bei der Beprobung von Wasser oder frischen Lebensmitteln wie Salaten oder Fleisch, bei denen es auf schnelle Ergebnisse ankommt.

Darüber hinaus entwickelt und liefert die mibic GmbH & Co. KG die Grundlagentechnologie für das preisgekrönte RamanBioAssay, RBA der jenaer biophotonics diagnostics GmbH zur schnellen Bestimmung von Antibiotikaresistenzen. Das RBA System liefert innerhalb von wenigen Stunden ein sicheres Resistogramm und unterstützt so den Arzt bei der Auswahl der richtigen Therapie.

Bild: Christoph Eckelt
Text: Reimund Lepiorz