Entwicklung einer umfassenden Methode zur schnellen Identifizierung von Mikroorganismen in Umweltmatrices mittels MALDI-MS

• Applicant: Professorin Dr. Bettina Warscheid
• Subject Area: Analytical Chemistry
• Term: from 2002 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5372758

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer analytischen Methode zur schnellen und zuverlässigen Identifizierung von Mikroorganismen (Bakterien, Sporen, Viren) in Luft und Wasser. Unter Einsatz der MALDI-TOF-MS (Matrix-unterstützte Laser Desorption/Ionisation Flugzeitmassenspektrometrie) soll jeweils ein Modellmikroorganismus für gram-positive und gram-negative Bakterien, deren Sporen sowie für Viren untersucht werden. Im Rahmen des Forschungsprojektes soll sowohl die Analysengeschwindigkeit erhöht werden als auch eine höhere Zuverlässigkeit, Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit der massenspektrometrisch-gestützten Methode erreicht werden. Hierbei wird eine durchschnittliche Analysenzeit von zwei Minuten angestrebt, wobei weniger als 5000 Zellen die sichere Identifizierung der Mikroorganismen gewährleisten sollen. Kernpunkte der hierzu geplanten Arbeiten stellen Entwicklungen im Bereich der Probenahmetechnik als auch der Probenaufbereitung für Mikroorganismen dar. So soll durch den Einsatz spezifischer Oberflächen (biocapture surfaces), die z. B. aus Nitrocellulose-, Polycarbonat- oder Polyestermembranen und Agar, Polymyxin oder immobilisierten Zuckern zusammengesetzt sind, die Anreicherungseffizienz als auch Selektivität der Probenahme von Mikroorganismen in komplexen Umweltmatrices signifikant gesteigert werden. Die zu entwickelnden Oberflächen sind dabei unter anderem hinsichtlich ihrer spezifischen Fähigkeit zur Anreicherung von Mikroorganismen bei reversibler Entfernung von Störkomponenten wie z. B. von Salzen zu beurteilen oder in bezug auf ihre Beständigkeit und Neigung zu Interferenzen bei der Aufnahme von Massenspektren mittels MALDI zu prüfen. Innerhalb des Projektes ist vorgesehen, die neuen Probenahmetechniken in ein miniaturisiertes und größtenteils automatisiertes MALDI-TOF-MSSystem zu implementieren und für Feldmessungen zu testen.

• DFG Programme: Research Fellowships
• International Connection: USA
• Cooperation Partner: Professorin Dr. Catherine Fenselau