Biologische Oberflächenanalytik

Quantitativer und qualitativer Nachweis von Mikroorganismen auf Oberflächen

Am Fraunhofer IGB haben wir standardisierbare mikrobiologische Bewertungsmethoden entwickelt und auf unterschiedliche Fragestellungen angepasst, um beispielsweise den Hygienestatus von technischen Oberflächen zu überprüfen oder antimikrobiell wirksame Materialoberflächen bewerten.

Außerdem stehen verschiedene Prüfverfahren zur Verfügung, die abhängig von der Fragestellung eingesetzt oder untereinander kombiniert werden. Hierunter fallen etablierte Verfahren zur Untersuchung von Oberflächen in Anlehnung an gängige Prüfverfahren wie DIN-ISO oder JIS. Auf der Basis mikrobiologischer, verfahrenstechnischer und/oder molekularbiologischer Arbeitsmethoden werden außerdem individuell angepasste Testverfahren für Prüfungen entwickelt und etabliert. Dies umfasst auch den Bau technischer Prüfaufbauten für anwendungsorientierte Untersuchungen. 

Inaktivierung von Mikroorganismen auf Oberflächen

Neben der Analyse von Oberflächen, haben wir außerdem die Möglichkeit, Verfahren zur Inaktivierung von Mikroorganismen auf Oberflächen zu entwickeln und zu untersuchen. Übliche Verfahren zur Inaktivierung von Mikroorganismen sind die UV-Desinfektion, die Ultraschall-Desinfektion und die Filtration von Flüssigkeiten. Am Fraunhofer IGB untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Grenzflächenverfahrenstechnik und Biologie seit Jahren alternative Inaktivierungsverfahren für Mikroorganismen. Hierzu orientieren sich Untersuchungen an gängigen Plasma- und elektrochemischen Verfahren zur Inaktivierung von Mikroorganismen auf Oberflächen.

Untersuchungsgebiete

  • Qualitätssicherung von Reinigungsprozessen
  • Untersuchungen von Implantat-Oberflächen
  • Untersuchungen von Polymeroberflächen auf ihre antimikrobiellen Eigenschaften
 
Mit Biofilm zugesetzter Wasserfilter.
© Fraunhofer IGB

Prüfverfahren

  • Lichtmikroskopische Identifikation und Dokumentation von mikrobiellem Bewuchs auf Oberflächen
  • Identifikation von Mikroorganismen auf Oberflächen
  • Quantifizierung von mikrobiellem Bewuchs auf Oberflächen

Verfahren und Geräteausstattung

  • Raman mit 532 nm, 785 nm Laser und CARS-Technologie
  • Fluoreszenzmikroskopie (ZEISS Axio Observer Z1)
  • Sy-Lab BacTrac 4300 zur Quantifizierung von Bakterien
  • Quantitative Echtzeit-PCR (qRT-PCR LightCycler 480)
  • Identifizierung von Mikroorganismen mit DNA-Barcoding (Bakterien nach 16S, Pilze nach ITS)
  • Tecan Infinite 200 PRO
  • Screeningverfahren
  • Untersuchungen in Anlehnung an DIN EN ISO Normen
  • Rasterelektronenmikroskopie (REM)

Referenzprojekte

Mikrobiologische Untersuchungen photokatalytisch ausgerüsteter Oberflächen – ein Praxistest

Um die Exposition von Kunststoffoberflächen unter praxisnahen Bedingungen zu untersuchen, wurde im Rahmen eines vom BMBF geförderten Verbundprojektes eine Versuchsanlage an der Nordwestseite des Fraunhofer IGB aufgebaut. Über einen Zeitraum von einem Jahr wurden verschiedene Kunststoffoberflächen, die von Projektpartnern photokatalytisch beschichtet worden waren, untersucht und die Wirksamkeit bewertet.

Bewertung photokatalytischer Schichten gegen Mikroorganismen an Oberflächen – Photokat

Ziel des vom BMBF geförderten Verbundprojekts »Photokat« war die Darstellung praxisgerechter, hochwirksamer Beschichtungen mit selbstreinigenden und selbstdesinfizierenden Eigenschaften auf der Basis photokatalytisch aktiver Titandioxidkomponenten für eine Vielzahl von Produkten mit einem breiten Anwendungsspektrum. Die mikrobiologische Bewertung der verschiedenen Schichten erfolgte am Fraunhofer IGB.