Die Identifizierung multiresistenter, bei stationärer Behandlung zu tödlich verlaufenden Infektionen führender Erreger ist im klinischen Alltag aktuell durch entsprechende Kultivierung oder den Einsatz eines erweiterten Biomarkerspektrums sehr zeitaufwendig. Dem wollten die Wissenschaftler des Institutes of Precision Medicine IPM der Hochschule Furtwangen durch die Entwicklung eines innovativen Analysesystems zur Bestimmung multiresistenter Keime in Echtzeit im IGF-Projekt "Mikroresonatoren für die Point-of-care-Diagnostik pathogener Keime" (InfektResonator) Abhilfe schaffen.

Hierfür wurde eine auf Whispering Gallery Mode (WGM)-Ringresonatoren basierende Sensorik verwendet. Den Antikörpern und Antibiotika wurden mit Carboxyl- und Aldehydgruppen sowie dem Protein G funktionalisierte, 10 µm große, mit den Erregern wechselwirkende Partikel zugegeben. Diese Verbindungen konnten durch Zugabe des Enzyms Beta-Laktamase in Echtzeit nachgewiesen und quantifiziert werden. Dabei zeigten die mit Carboxyl funktionalisierten Partikel die besten Ergebnisse. Beta-Laktamase hingegen reagierte unerwünscht mit den Antikörpern und dem Protein G. Durch die Entwicklung einer geeigneten Software konnten die WGM-Signale ohne tiefgründigere Kenntnisse der Bioinformatik oder der Mikroresonatoren verlässlich ausgewertet werden. Des Weiteren konnten auch Organismen in geringer Konzentration in wässriger Lösung aufgezeigt werden. Eine Überprüfung der WGM-analytischen Diagnose pathogener Keime in Blutproben ergab jedoch keine übereinstimmenden Ergebnisse, weshalb der Einsatz dieser entwickelten WGM-Methodik zur Blutanalyse weiterer Forschung bedarf.

Die bisherigen Ergebnisse der hoch sensitiven, schnell und leicht anzuwendenden, mit vergleichsweise geringem finanziellen Aufwand verbundenen WGM-Analyse können bereits in weiteren Bereichen wie der Auswertung von Boden-, Wasser- und Luftproben sowie zum Nachweis umweltschädlicher Stoffe genutzt werden. Somit haben die in diesem IGF-Projekt erzielten Erkenntnisse einen erheblichen Nutzen vor allem für KMU, die die eingesetzten Resonatoren und Geräte entwickeln, oder solche Analysen als Dienstleistung anbieten.

Die F.O.M. hat für dieses Projekt IGF-Fördermittel in Höhe von 244.662 Euro eingeworben, die zu 100 % an die Hochschule Furtwangen weitergeleitet wurden. Das Projekt wurde durch das BMWK aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Ausführliche Informationen zu diesem erfolgreich abgeschlossenen Projekt finden Sie auf der Projektwebseite und in der Erfolgsnote.