Erforschung eines Mess-Systems zur spektroskopischen Diagnostik mikrobieller Blutproben; im Verbundprojekt: Spektroskopische Plattform zur Diagnostik von Infektionen aus Blut (InfectoXplore)

Abstract

Dieser Bericht dokumentiert die Entwicklung und Validierung eines spektroskopischen Messsystems zur Diagnostik mikrobieller Blutproben im Rahmen des Verbundprojekts „InfectoXplore“. Ziel des Vorhabens war die Realisierung einer robusten, vollautomatischen Plattform zur schnellen Bestimmung der minimalen Hemmkonzentration (MIC) von Antibiotika mittels Raman-Spektroskopie. Das entwickelte System basiert auf einem inversen Mikroskop-Konzept, das aufgrund seiner mechanischen Stabilität und kurzen optischen Wege gewählt wurde. Als Kernkomponenten kommen ein 633 nm Laser (zur Optimierung des Verhältnisses von Raman-Signal zu Fluoreszenz). Zur Signaloptimierung wurden im Projektverlauf deckglaskorrigierte 60x-Objektive integriert und die Laserleistung durch einen Free-Space-Aufbau erhöht. Eine neuentwickelte Software steuert den Messablauf (Autofokus, Bildgebung, Spektrenaufnahme) vollautomatisch. Der fertige Demonstrator („ChipReader“) wurde erfolgreich an die Universitätsklinik Jena überführt und dort validiert. Vergleichsstudien mit Patientenisolaten (E. coli, S. aureus) belegen den Die Messzeit für ein Antibiogramm konnte von manuell 40–70 Minuten auf 17 Minuten reduziert werden. Das System erreichte Übereinstimmungsraten von 92 % bis 99 % im Vergleich zu kommerziellen Referenzgeräten bei deutlich höherer Geschwindigkeit. Das Hauptziel, eine vollständige und beschleunigte MIC-Bestimmung durchzuführen, wurde somit erreicht.