Forschungscampus InfectroGnostics 2. Förderphase - Früherkennung von Pathogenen im Abwasser (FastAlert); Teilvorhaben: FastAlert - ICP-MS / qPCR

Abstract

Im Projekt FastAlert wurden neue analytische Konzepte zur zeitnahen und prozessnahen Überwachung biologischer Gefahren im Abwasser entwickelt. Ziel war es, Pathogene, Viren sowie Antibiotika‑Resistenzgene (ARG) und antibiotikaresistente Mikroorganismen (ARM) schneller und zuverlässiger nachzuweisen als mit klassischen, kulturbasierten Verfahren. Der Schwerpunkt des Teilvorhabens der Analytik Jena lag auf der Kombination von qPCR‑ und ICP‑MS‑Methoden sowie auf der Entwicklung robuster, automatisierbarer Probenvorbereitungsstrategien. Für die qPCR wurde ein reproduzierbarer Filtrations‑ und Analyseworkflow etabliert und erfolgreich automatisiert. Damit konnten relevante Viren (u. a. SARS‑CoV‑2) und Resistenzgene in realen Abwasserproben nachgewiesen sowie zeitliche und räumliche Trends im kommunalen Kanalnetz erfasst werden. Parallel dazu wurden ICP‑MS‑basierte Konzepte zur Einzelpartikel‑ und Einzelzellanalytik, zur hochzeitaufgelösten Detektion sowie zum Argon-unabhängigen Plasmabetrieb untersucht und als komplementäre Technologie bewertet. Insgesamt zeigt das Projekt die technische Machbarkeit eines automatisierten Abwassermonitorings. Insbesondere der qPCR‑Workflow erreichte einen hohen Reifegrad und bildet eine belastbare Grundlage für zukünftige Frühwarnsysteme im Kontext der neuen EU‑Kommunalabwasserrichtlinie.