Laserlicht identifiziert Erreger von Harnwegsinfektionen

31. Oktober 2013, 16:23
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Bisher wurden die verantwortlichen Keime mittels Bakterienkultur diagnostiziert - deutlich schneller geht dies mit der Raman-Spektroksopie

Jena - "Zieh dir was an, Kind!". Jeder kennt die gutgemeinten elterlichen Ratschläge. Spätestens nach der ersten Blasenentzündung bekommen sie eine neue Bedeutung. Beinahe jede zweite Frau ist mindestens einmal im Leben betroffen. Einigen Harnwegsinfektionen kann man mit Kräutertees und warmer Unterwäsche beikommen, in hartnäckigen Fällen hilft nur ein Antibiotikum. Doch welcher Keim verursacht die Entzündung?

Spezifischer "Fingerabdruck"

Forscher aus Jena konnten mit Hilfe der Raman-Spektroskopie in einem Blindversuch aus Urinproben von zehn Patienten die verantwortlichen Keime innerhalb von zwei Stunden identifizieren. Das bisherige Standardverfahren über eine Bakterienkultur braucht mindestens 24 Stunden.

Mit der Raman-Spektroskopie lässt sich anhand der Farbverschiebung von Laserlicht auf die Inhaltsstoffe der beleuchteten Probe schließen, denn vom Licht zum Schwingen angeregt gibt jedes Molekül ein unverwechselbares Spektrum preis. Der "Fingerabdruck" ändert sich mit der Zusammensetzung der Probe, die bei Bakterien auch von Kultivierungsmedium und Zeitverlauf abhängt.

Sicherer Nachweis

Die Wissenschaftler legten eine Datenbank mit den Spektren der bekannten Erreger von Harnwegsinfektionen in verschiedenen Urinen an, um sie mit den unbekannten Spektren aus den Patientenproben abzugleichen. Dabei findet die Raman-Messung nur an jeweils einer Zelle statt, diese werden vorher aus dem Urin herauszentrifugiert und gewaschen. Bei dem Blindversuch nahmen die Forscher ca. 50 Zellen pro Probe unter die Lupe.

"Die Datenbank ist der eigentliche Kern unseres Aufbaus", sagt Forscherin Sandra Kloß. "Je mehr Spektren wir im Vorfeld von den üblichen Verdächtigen unter möglichst realen Bedingungen aufnehmen, umso sicherer können wir die Erreger dann in den Patientenproben nachweisen". Da der Urin sich von Patient zu Patient stark unterscheidet hat Kloß mit ihrem Team über die letzten Monate mehr als 3000 Spektren von den elf Haupterregern von Harnwegsinfektionen in der Datenbank hinterlegt.

Die Raman-Spektroskopie dient als Ansatz, um Erreger aus verschiedenen normalerweise sterilen Körperflüssigkeiten zu identifizieren, etwa um Sepsis-Keime nachzuweisen. Was die Anwendung auf den Urin erleichtert ist, dass er weniger komplex zusammengesetzt ist, als beispielsweise Blut und dass hier im Falle einer Infektion sehr viele Bakterienzellen vorliegen. (red, derStandard.at, 31.10.2013)

Originalpublikation:

Culture Independent Raman Spectroscopic Identification of Urinary Tract Infection Pathogens: A Proof of Principle Study. DOI: dx.doi.org/10.1021/ac401806f

  • Mit Hilfe der Raman Spektroskopie lässt sich von jedem Molekül ein unverwechselbares Spektrum, sein "Fingerabdruck", aufnehmen.
    foto: ipht/döring

    Mit Hilfe der Raman Spektroskopie lässt sich von jedem Molekül ein unverwechselbares Spektrum, sein "Fingerabdruck", aufnehmen.

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