Einsatz von „Ion Jellys“ als Biodetektoren Sicher keimfrei – ein neuartiges System zur Zuluftkontrolle

Im Rahmen eines Kooperationsprojektes von IUTA und wfk – Cleaning Technology Institute wird am Niederrhein ein kontinuierliches Hygienemonitoringsystem zur kumulativen Erfassung mikrobieller Luftverunreinigungen in raumlufttechnischen Anlagen entwickelt.In belüfteten und klimatisierten Räumen stellen mikrobiologische Kontaminationen eine wichtige zu kontrollierende Größe dar. Dies gilt insbesondere für hygienisch anspruchsvolle Bereiche, zum Beispiel im Gesundheitswesen und in Produktionsbereichen der Pharma-, der Kosmetik- und der Lebensmittelindustrie. Die Verantwortung zur Aufrechterhaltung eines hygienisch einwandfreien Betriebes der raumlufttechnischen Anlagen (RLT-Anlagen) obliegt dem Betreiber. Dazu muss der Betreiber die Unbedenklichkeit der Zuluft durch periodische Bestimmung des Mikroorganismengehalts an der Luftkanalinnenwandung sicherstellen. Dies geschieht zurzeit mittels Abklatschuntersuchungen gemäß VDI 6022, deren Auswertung jedoch mehrere Tage in einem externen mikrobiologischen Labor beansprucht. Erst dann kann der Betreiber auf gegebenenfalls unzulässig hohe Kontaminationen durch den Austausch der Filtermodule und/oder eine Reinigung beziehungsweise Desinfektion der RLT-Anlage reagieren. Kritische Keimbelastungen möglichLokal erhöhte Luftfeuchtigkeit und Kondensationseffekte können episodisch sowie langfristig zu kritischen Keimbelastungen in RLT-Anlagen und in der Zuluft führen. Solche Kontaminationsereignisse können zwischen den Prüfungen für einen längeren Zeitraum unerkannt bleiben. Eine zeitnahe und kontinuierliche Hygienekontrolle von RLT-Anlagen kann daher nach dem aktuellen Stand der Technik nicht allein durch punktuelle Kontrollen des Hygienezustands und den periodischen Austausch der Filtersysteme realisiert werden. Aus diesen Gründen besteht ein dringender Bedarf an der Entwicklung eines Monitoringsystems zur kontinuierlichen und kumulativen Überwachung von Mikroorganismen, die in die Zuluftkanäle eingetragen werden beziehungsweise sich an der Innenwandung absetzen. Das Verfahren beruht auf der Entwicklung eines „Ion Jelly“-basierten Detektors, der ähnlich wie mikrobielle Abklatschplatten eine gelartige Struktur besitzt und der eine kontinuierliche Sammlung luftgetragener mikrobieller Kontaminationen ermöglicht. „Ion Jellys“ entstehen durch die Polymerisation von Monomeren in ionischen Flüssigkeiten. Auf Grund des extrem geringen Dampfdrucks von ionischen Flüssigkeiten sind „Ion Jellys“ im Gegensatz zu herkömmlichen Hydrogelen langfristig stabil. Zudem erhalten sie die Funktionsfähigkeit der aus den Mikroorganismen freigesetzten und sich akkumulierenden Enzyme. Diese setzen in der Folge im „Ion Jelly“ integrierte Moleküle (sogenannte Fluorogene) in stabile fluoreszierende Reaktionsprodukte (Fluorophore) um. Durch das Einkoppeln von Licht mit einer geeigneten Anregungswellenlänge kann deren Fluoreszenz gemessen werden. Die Stärke des Fluoreszenzsignals korreliert dabei mit der Anzahl der auf der Oberfläche des „Ion Jellys“ immobilisierten Mikroorganismen. Das Auslesen des Detektors erfolgt entweder be-rührungsfrei durch ein optisches Fenster in der dem „Ion Jelly“ gegenüberliegenden Kanalwand oder über eine direkte faseroptische Ein- und Auskopplung des Signals. Die Datenerfassung erfolgt periodisch-manuell durch Ablesen des Messwertes mit einem transportablen Messsystem oder durch ein permanent installiertes Messsystem, das an bestehende IT-Systeme angeschlossen wird. Erste Untersuchungen positivIn ersten Untersuchungsreihen am wfk – Cleaning Technology Institute e.V. (Krefeld) konnten bereits verschiedene, anforderungsgerechte „Ion Jellys“ hergestellt werden, die sich aus Biopolymeren in Kombination mit ionischen Flüssigkeiten der dritten Generation zusammensetzen. Solche ionischen Flüssigkeiten zeichnen sich durch eine hohe Biokompatibilität aus. Aktuelle Arbeitsschritte umfassen die Untersuchung der Langzeitstabilität unter verschiedenen Umweltfaktoren wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die Auswahl von geeigneten Zusatzstoffen zur Verbesserung der Enzymaktivität und des Aufschlusses von Mikroorganismen, sowie die Charakterisierung der optischen Eigenschaften der hergestellten „Ion Jellys“. Letzteres wird entscheidenden Einfluss auf die Entwicklung der (faseroptischen) Signalein- beziehungsweise Auskopplung haben, die derzeit am IUTA entwickelt wird. Das Monitoringsystem erlaubt es, die hygienische Qualität von RLT-Anlagen kontinuierlich zu prüfen, Wartungs- und Filterwechselintervalle effizienter zu gestalten, und konventionelle Abklatschuntersuchungen zu ersetzen. Dadurch wird es effektiv dazu beitragen, Kontaminationen in hygienisch sensiblen (Rein-)Räumen zu reduzieren beziehungsweise zu vermeiden. Von dieser Entwicklung profitieren Reinigungs- und Hygienedienstleister, Hygieneberatungsunternehmen, die mit der Hygieneprüfung von RLT-Anlagen betraut sind, sowie Hersteller von RLT-Anlagen und Filtermaterialien, sowie Betreiber der RLT-Anlagen. Dr. Joachim Meeßen | markus.targiel@holzmann-medien.de

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