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© IPHT/Döring
Mithilfe der Raman-Spektroskopie lässt sich von jedem Molekül ein unverwechselbares Spektrum, sein „Fingerabdruck“, aufnehmen.
 
Urologie 25. November 2013

Laserlicht identifiziert Harnwegsinfekterreger

Mit einem optischen Verfahren können Bakterien im Urin schnell erkannt werden.

Mithilfe der Raman-Spektroskopie konnten Forscher des Instituts für Photonische Technologien (IPHT) in Jena um Doktorandin Sandra Kloß in einem Blindversuch aus Urinproben von zehn Patienten die verantwortlichen Keime innerhalb von 2 Stunden identifizieren. Der etablierte Weg über eine Bakterienkultur dauert mindestens 24 Stunden.

Möglich ist die verkürzte Dauer durch eine Art Rasterfahndung mit der Raman Spektroskopie. Bei ihr lässt sich anhand der Farbverschiebung von Laserlicht auf die Inhaltsstoffe der beleuchteten Probe schließen; denn vom Licht zum Schwingen angeregt, gibt jedes Molekül ein unverwechselbares Spektrum, seinen Fingerabdruck, preis. Der Fingerabdruck ändert sich mit der Zusammensetzung der Probe, die bei Bakterien auch von Kultivierungsmedium und -zeit abhängt, sodass eine Datenbank mit den Spektren der bekannten Erreger von Harnwegsinfektionen in verschiedenen Urinen als Kultivierungsmedium anlegt wurde, um sie mit den unbekannten Spektren aus den Patientenproben abzugleichen.

Dabei findet die Raman-Messung nur an jeweils einer Zelle statt: Diese wird vorher aus dem Urin herauszentrifugiert und gewaschen. Beim Blindversuch nahmen die Forscher ca. 50 Zellen pro Probe unter die Lupe.

„Die Datenbank ist der eigentliche Kern unseres Aufbaus“, sagt Kloß. „Je mehr Spektren wir im Vorfeld von den üblichen Verdächtigen unter möglichst realen Bedingungen aufnehmen, umso sicherer können wir die Erreger dann in den Patientenproben nachweisen“. Da der Urin sich von Patient zu Patient stark unterscheidet, hat Kloß mit ihrem Team über die letzten Monate mehr als 3.000 Spektren von den 11 Haupterregern von Harnwegsinfektionen in der Datenbank hinterlegt.

Originalpublikation: Kloß S et al.: Anal Chem 2013; 85 (20): 9610–16

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