Raman-spektroskopische Identifizierung von Bakterien in Klinikabwässern; im Verbund: Früherkennung von Pathogenen im Abwasser - FastAlert

Abstract

Das Teilprojekt innerhalb des FastAlert-Verbundes konzentrierte sich auf die Entwicklung einer Strategie zur Isolierung und Identifizierung von Pathogenen aus Abwasserproben für die kultivierungsfreier Raman-Spektroskopie. Dazu wurden sowohl pathogene als auch apathogene Mock-Kulturen etabliert, um standardisierte Analysen durchzuführen.

Verschiedene synthetische Abwasserstandards wurden erarbeitet, um reproduzierbare und vergleichbare Ergebnisse zu gewährleisten. Hierbei wurde der Schwerpunkt sowohl auf die chemische Zusammensetzung als auch die partikuläre Beladung des Abwassers gelegt.

Ein Hauptfokus der Forschung lag auf der zerstörungsfreien Isolierung von Bakterien aus synthetischem und klinischem Abwasser. Diese Isolierung ist notwendig, um eine Identifizierung coliformer Pathogene mittels kultivierungsfreier Raman-Spektroskopie zu gewährleisten. Weiterhin konnten Raman-spektroskopischen Datensätzen für vegetative Zellen und Endosporen von aeroben und anaeroben Sporenbildnern erstellt werden.

Eine erste Studie konnte demonstrieren, dass sich die Raman-Spektroskopie als schnelles Screening-Tool für Antibiotikaresistenzen von Abwasserpathogenen eignet.

Darüber hinaus wurde eine neuartige komplementäre Schwingungsspektroskopie-Techniken hinsichtlich ihres Potentials zur kultivierungsfreien Identifizierung von Bakterien erforscht.

The sub-project within the FastAlert network focused on the development of a strategy for the isolation and identification of pathogens from wastewater samples for cultivation-free Raman spectroscopy. For this purpose, both pathogenic and apathogenic Mock cultures were established in order to carry out standardized analyses.

Various synthetic wastewater standards were established to ensure reproducible and comparable results. The focus here was on both the chemical composition and the particulate load of the wastewater.

A main focus of the research was on the non-destructive isolation of bacteria from synthetic and clinical wastewater. This isolation is necessary to ensure the identification of coliform pathogens using cultivation-free Raman spectroscopy. Furthermore, Raman spectroscopic data sets for vegetative cells and endospores of aerobic and anaerobic spore formers could be generated.

A first study demonstrated that Raman spectroscopy can be used as a rapid screening tool for antibiotic resistance of wastewater pathogens.

In addition, a novel complementary vibrational spectroscopy technique was investigated with regard to its potential for cultivation-free identification of bacteria