RAMADEK

Schnelle und automatisierte Ramandetektion von Luftkeimen; Online-System zum Detektieren und Identifizieren von koloniebildenden Einheiten

Gemäß dem europäischen GMP Leitfaden (GMP: Good Manufacturing Practice), sollen in Produktionsstätten die in der Umgebungsluft vorhandene Keime nach koloniebildenden Einheiten (KbEs) bestimmt werden. Dies wird sowohl bei Neuqualifikationen als auch bei jährlich vorgeschriebenen Requalifizierungen der Produktionsstätte gefordert. Speziell beim Betrieb pharmazeutischer Anlagen ist es zwingend notwendig, die in der Luft befindlichen Mikroorganismen zu bestimmen.

Ein gravierender Nachteil der derzeit angewandten Messtechnik ist, dass Ergebnisse erst nach einer ca. einwöchigen Wartezeit vorliegen. Diese Wartezeit resultiert aus der Tatsache, dass eine Probennahme vor Ort und eine nachfolgende Bebrütung von Kulturschalen „offsite“ in einem mikrobiologischen Labor durchgeführt werden müssen. Echtzeituntersuchungen sind beim gegenwärtigen Stand der Technik nicht möglich.

Aufgrund dieser Tatsache ist die Freigabe von Anlagen für die Produktion sensitiver Medien sowie von Operationssälen in Krankenhäusern nur nach langen und kostspieligen Wartezeiten möglich.

Im Rahmen der Forschungsarbeiten soll eine Methode zur schnellen Identifizierung von einzelnen Mikroorganismen aus Luftproben mittels Raman-Spektroskopie ermöglicht werden. Die Raman-Spektroskopie als Detektionsmethode liefert detaillierte Informationen über den strukturellen Aufbau von Molekülen.

Durch das Verbundprojekt im Bereich „Optische Technologien“ wird ein wesentlicher Beitrag zur Stärkung des Zukunfts- und Schlüsselmarktes in Deutschland geleistet. Die Kombination von universitären und außeruniversitären Forschungseinrichtungen mit verschiedenen Bereichen der Industrie fördert eine Kooperation, die aufgrund ihres hohen Forschungsrisikos vor allem im Bereich der Luftüberwachung öffentlicher Räume und im Freien in dieser Form nicht realisierbar wäre. Durch diese neue Technologieplattform und die gewonnenen Synergien durch die Zusammenarbeit der Partner wird zum einen der Wirtschaftsstandort Deutschland nachhaltig gestärkt und zum anderen die öffentliche Vorsorge im Bereich Infektionskrankheiten verbessert. Damit verfolgt das Verbundprojekt einen Forschungsfokus, der von hohem nationalem aber auch internationalem Interesse ist und der Förderrichtlinie der „Optischen Technologien“ entspricht.

Sensible Produktionsstätten z.B. in der Pharma-, Medizin- und Lebensmittelindustrie müssen zu vorgeschriebenen Terminen hinsichtlich ihrer mikrobiologischen Verunreinigung charakterisiert werden. Diese Überwachung geschieht mittels Kultivierungsverfahren, die erst nach einigen Tagen die geforderten Ergebnisse liefern. Zur schnelleren Verfügbarkeit der Werte wäre ein Schnellverfahren wünschenswert, das in kürzester Zeit Aussagen über die Keimbelastung liefert.

Ziel dieses multidisziplinären Projektes ist die Erforschung erforderlicher Technologien und die anschließende Realisierung eines automatisierten Systems zur optischen Identifizierung luftgetragener Mikroorganismen (Bakterien, Sporen u. Pilze) in Quasi-Echtzeit.

Das angestrebte Messsystem zur optischen Nachweisführung von Organismen in Luft beinhaltet die Kombination mehrerer komplexer Teilaufgaben: Probennahme und -handhabung, optische Detektion, Identifikation, Steuerung und Datenverarbeitung. Zur erfolgreichen Umsetzung wurden folgende Lösungsansätze identifiziert:

  • Automatische Probennahme und -manipulation

  • Erforschung eines fehlerarmen Raman-Spektroskopie-Verfahrens zur Keimbestimmung

  • Automatische Ramanspektroskopische Identifizierung von Keimen

  • Erstellung einer Datenbank

  • Validierung des Überwachungssystems in verschiedenen Applikationen

Nach Projektende soll die Industrialisierung des im Förderprojekt zu erforschenden Verfahrens erfolgen. Die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten, die mit dem RAMADEK-System adressiert werden können, z.B. Einsatz in Krankenhäusern, in der Pharma-, Medizin- und Lebensmittelindustrie und für Sicherheitsaufgaben, haben konkrete Auswirkungen auf Arbeitsplätze in Deutschland. Herstellung und Vermarktung des Systems sichert und schafft Arbeitsplätze bei den industriellen Projektpartnern sowie potenziellen Zulieferern.

Projektdetails

Koordinator

Dr.Alois Friedberger
Airbus Defence and Space GmbH - Innovation Works
Willy-Messerschmitt-Str. 1, 85521Ottobrunn
+49 89 607-20555

Projektvolumen

2.0 Mio. € (60 % Förderanteil durch das BMBF)

Projektdauer

01.01.2011 - 30.04.2014

Projektpartner

Airbus Defence and Space GmbH - Innovation WorksOttobrunn
Robert Koch-Institut (RKI)Berlin
MCRT GmbHHeuchelheim
Friedrich-Schiller-Universität Jena - Chemisch-Geowissenschaftliche Fakultät - Institut für Physikalische ChemieJena
rap.ID Particle Systems GmbHBerlin