Bericht - Eawag
Bericht - Eawag
Bericht - Eawag
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
44 SiEDLUNGSWASSERWiRTSCHAFT<br />
Ihre Stärke zeigt<br />
die Methode, wenn<br />
die Erreger vor<br />
dem Nachweis aus<br />
einem Stoffgemisch<br />
gefischt werden<br />
müssen.<br />
Krankheitserreger schnell nachweisen<br />
Eine neue Nachweismethode, die auf der Durchflusszytometrie beruht, gibt schon innert<br />
zwei Stunden Auskunft über die Anwesenheit von Krankheitserregern im Trinkwasser<br />
und in anderen Proben. Bisher musste zwei Tage lang auf das Aufwachsen von Krankheitserregern<br />
zu sichtbaren Kolonien auf Nährmedien gewartet werden. Das Verfahren hat<br />
grosses Potenzial. Hans-Anton Keserue, Hans Peter Füchslin, Thomas Egli<br />
Gute Wasserqualität wurde über<br />
Jahrhunderte dadurch definiert, dass<br />
das Wasser klar, geruchlos und angenehm<br />
im Geschmack ist. Mitte des<br />
19. Jahrhunderts begannen Bakterio-<br />
logen,Mikroorganismen auf festen Nährmedien<br />
(Agarplatten)<br />
zu kultivieren. Sie zeigten,<br />
dass Bakterien<br />
Krankheiten erregen<br />
können und viele davon<br />
über das Wasser<br />
übertragen werden.<br />
Trotz grosser Fortschritte<br />
der Mikrobiologie besteht<br />
der offizielle Nachweis für die meisten<br />
krankheitserregenden Bakterien<br />
auch heute noch in deren Vermeh-<br />
Markierung mit<br />
Fluoreszenzfarbe<br />
(via DNA, antikörperbeschichtete<br />
Oberflächen usw.)<br />
Laser<br />
488 nm<br />
Probe<br />
Zellen<br />
Signal<br />
520 nm<br />
Schneller Nachweis von krankheitserregenden<br />
Keimen mit immunomagnetischer<br />
Separierung und Durchflusszytometrie.<br />
rung auf Agarplatten und dem Auszählen<br />
der gebildeten Kolonien. Doch<br />
diese Technik be nötigt viel Zeit und<br />
nicht alle Zellen lassen sich kultivieren.<br />
Methoden mit Mängeln<br />
Es gibt Ansätze zu schnelleren<br />
Nachweismethoden. Am häufigsten<br />
angewendet wird die Polymerase<br />
Kettenreaktion PCR, bei der Erbsubstanz<br />
vervielfacht wird. Die<br />
PCR kann jedoch von hemmenden<br />
Substanzen beeinträchtigt werden,<br />
und es ist nicht möglich, zwischen<br />
lebenden und toten Zellen zu unterscheiden.<br />
Eingesetzt werden auch<br />
Verfahren, bei denen Mikroben und<br />
Viren mit Farbstoffen markiert und<br />
unter einem Fluoreszenzmikroskop<br />
ausgezählt werden. Doch selbst<br />
mit zunehmender Automatisierung<br />
der Geräte und digitaler Bildanalyse<br />
ist dies immer noch sehr zeit- und<br />
arbeitsaufwändig.<br />
Alternative Möglichkeiten<br />
An der <strong>Eawag</strong> haben wir Methoden<br />
der Durchflusszytometrie (Flow Cytometry<br />
FCM) entwickelt, die für die<br />
Trinkwasserüberwachung eingesetzt<br />
werden – zum Beispiel zur Bestimmung<br />
der totalen Keimzahl oder des<br />
Verkeimungspotenzials im Verteilnetz.<br />
Unser neuer Schnellnachweis<br />
für Krankheitskeime beginnt mit<br />
einem Anreicherungsschritt, in dem<br />
die Zellen aus dem Wasser ausgefiltert<br />
und in Pufferlösung zurückgespült<br />
werden. Dann werden sie mit<br />
Hilfe mikroskopisch kleiner, antikörperbeschichteter<br />
Magnetkügelchen<br />
markiert und von anderen Zellen getrennt<br />
(immunomagnetische Separation),<br />
so dass sie schliesslich direkt<br />
im Durchflusszytometer erfasst und<br />
ausgezählt werden können.<br />
Die ersten Ergebnisse zeigen, dass<br />
man mit der Methode Krankheits-<br />
erreger wie Legionellen oder das<br />
Kolibakterium O157 innerhalb von<br />
zwei Stunden nachweisen kann, und<br />
zwar bis zu einer Nachweisgrenze<br />
von rund 500 Zellen pro Liter. Zum<br />
Vergleich: Laut Bundesamt für Gesundheit<br />
dürfen sich in einem Liter<br />
Trinkwasser maximal 1000 koloniebildende<br />
Einheiten von Legionella<br />
pneumophila befinden.<br />
Epidemien vorbeugen<br />
Auch Dauerformen einzelliger Parasiten<br />
wie Amöben oder Kryptosporiden<br />
können ausgezählt werden<br />
– bis zu einer Nachweisgrenze von<br />
rund 40 Zysten pro Liter. Das ist für<br />
Trinkwasser noch nicht ausreichend<br />
empfindlich, genügt jedoch für komplexer<br />
zusammengesetzte Flüssigkeiten<br />
wie Abwasser, Milch oder<br />
Stuhlproben, in denen die Konzentration<br />
der Krankheitserreger ungleich<br />
höher ist. Unsere Methode könnte<br />
daher nicht nur für die Trinkwasseranalytik<br />
interessant sein, sondern<br />
auch für Nahrungsmittelproduzenten,<br />
in der klinischen Mikrobiologie<br />
oder zur raschen Abschätzung des<br />
mikrobiologischen Risikos in Krisengebieten<br />
– überall, wo die gesuchten,<br />
krankheitserregenden Zellen aus<br />
einem komplexen Stoffgemisch herausgefischt<br />
werden müssen, bevor<br />
man sie verlässlich nachweisen kann.<br />
i i i<br />
Hammes F., Berney M., Wang Y., Vital<br />
M., Köster O., Egli T. (2008): Flowcytometric<br />
total bacterial cell counts<br />
as a descriptive microbiological parameter<br />
for drinking water treatment<br />
processes. Water Res. 42,269–77.<br />
Hammes F. A., Egli, T. (2005): New<br />
method for assimilable organic carbon<br />
determination using flow-cytometric<br />
enumeration and a natural<br />
microbial consortium as inoculum.<br />
Environ. Sci. Technol. 39, 3289–3294.
Change language