Hygienerelevante Mikroorganismen und Gesamtkeimzahl auf Oberflächen Bestimmung in einem Schritt

Im Rahmen eines neuen Forschungsprojekts des wfk – Cleaning Technology Institute wird ein neues Verfahren zur biochemischen Synchronbestimmung hygienerelevanter Mikroorganismen und der Gesamtkeimzahl auf Oberflächen im Rahmen einer Eigenkontrolle entwickelt.In hygienisch anspruchsvollen Bereichen (z.B. Lebensmittelindustrie, Pharma-, Kosmetik- und Gesundheitsbereich) sind Hygiene-Qualitätsmanagementsysteme von großer Bedeutung. Wichtige Bestandteile dieser Systeme sind Hygiene- und Desinfektionspläne, in denen regelmäßige Reinigungs- und Flächendesinfektionsmaßnahmen festgelegt werden. Zur Überprüfung der Qualität solcher Reinigungs- und Desinfektionsverfahren werden routinemäßig stichprobenartige Endproduktkontrollen vorgenommen. Derzeit werden Abklatschplatten zur Beprobung der Oberflächen verwendet, die von externen mikrobiologischen Fachlaboratorien inkubiert und ausgewertet werden müssen. Dabei erfolgt sowohl eine Bestimmung der Gesamtkeimzahl als auch eine Bestimmung einzelner, im entsprechenden Anwendungsbereich hygienerelevanter Mikroorganismen (z.B. Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus hirae) unter Verwendung von Selektivnährmedien. Diese externe Auswertung verursacht zum einen hohe Kosten. Zum anderen erfordert sie einen Zeitraum von mindestens zwei Tagen. Verfahren, die zeitnah eine Bestimmung hygienerelevanter Mikroorganismen sowie der Gesamtkeimzahl auf Oberflächen im Rahmen einer Eigenkontrolle ermöglichen, stehen nicht zur Verfügung. Neues Verfahren für die EigenkontrolleIm Rahmen des kürzlich gestarteten Forschungsprojekts des wfk werden für das Verfahren der biochemischen Synchronbestimmung auf einem Probenträger thermosensitive Polymerbürsten immobilisiert. Diese sind so funktionalisiert, dass sie unspezifisch ein breites Spektrum von Mikroorganismen binden können. Unter einer Polymerbürste ist hierbei eine dichte Schicht von Polymerketten zu verstehen, die ähnlich den Borsten auf einer Bürste an einem Probenträger fixiert sind. Die Struktur der thermosensitiven Polymere innerhalb der Polymerbürste kann durch eine Temperaturerhöhung von einer frei beweglichen zu einer starren, kompakten Form geschaltet werden. Bei einer Oberflächenbeprobung mit den beschriebenen Probenträgern sorgt die hohe Beweglichkeit der Polymerbürsten dafür, dass auch Mikroorganismen in unzugänglicheren Oberflächenbereichen erreicht werden können (Abb. 1) und eine effektive Bindung an den funktionalisierten Polymerbürsten erfolgen kann. Bei Abnahme der Probenträger von der Oberfläche wird die Thermosensitivität der Polymerbürsten zur Erhöhung der Stabilität des Systems genutzt. Durch einen kurzen Temperaturreiz (z.B. durch eine Wärmelampe) verkürzt und verdichtet sich die Polymerbürste in Richtung des Probenträgers und löst dabei die Mikroorganismen von der Oberfläche ab (Abb. 2). Zur Visualisierung und Quantifizierung der gebundenen Mikroorganismen werden die Polymerbürsten anschließend mit Quantum Dots (nanoskalige Halbleiterkristalle) inkubiert. Diese werden entweder so funktionalisiert, dass sie unspezifisch ein breites Spektrum von Mikroorganismen oder mit hoher Selektivität ausgewählte, relevante Indikatormikroorganismen binden. Durch die Bindung der Quantum Dots an lebende Mikroorganismen wird eine starke Fluoreszenz hervorgerufen, so dass die Mikroorganismen durch Auszählen (z.B. Handmikroskop) quantifiziert werden können. Hierbei ist es möglich, die Bestimmung hygienerelevanter Mikroorganismen (Inkubation mit selektiv-funktionalisierten Quantum Dots) und aller Mikroorganismen (anschließende Inkubation mit unspezifisch-funktionalisierten Quantum Dots) auf demselben Probenträger durchzuführen. Das Verfahren wird eine zeitnahe Überprüfung von Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen im Rahmen einer Eigenkontrolle ermöglichen. Korrekturmaßnahmen können ohne große Verzögerung durchgeführt werden. Dr. Tatjana Friedrich | markus.targiel@holzmann-medien.de

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