Wissenschaftler nutzen Bakterien und Pilze seit einiger Zeit als Produzenten für zukünftige Medikamente und biochemische Produkte. Um neue Arten zu finden, sind schnelle Verfahren für Massenuntersuchungen nötig. Fraunhofer-Forscher haben jetzt ein neues Robotersystem entwickelt, das den Wissenschaftlern bei der Analyse von Mikroben hilft.
Mikroorganismen existieren in derartig vielfältigen Arten und Unterarten, dass verblüffende Entdeckungen an der Tagesordnung sind. In natürlicher wie gentechnisch veränderter Form wollen Biologen ihre oft erstaunlichen Fähigkeiten nutzen, mit der sie Substanzen produzieren, die etwa als Medikamente auch für Menschen nützlich sein können.
Ein neuerer Weg auch krank machende Mikroorganismen zu klassifizieren, also von verwandten Arten zu unterscheiden, besteht darin, zunächst einige der in ihnen vorkommenden Proteine zu analysieren. Ein Massenspektrometer nimmt deren „Fingerabdruck“ auf: Proteine oder ihre Fragmente fliegen darin durch eine Vakuumkammer. Aus der Flugzeit schließt ein Computer auf Molekülmasse und elektrische Ladung. Das Muster der unbekannten Probe gleicht er mit bekannten ab.
Voraussetzung für diese besonders schnelle Analytik ist es natürlich, dass Art und Mengenverhältnisse der verschiedenen Eiweißbausteine für möglichst viele Mikroben in Datenbanken abgelegt sind.
Robotersystem „Mirob“ im Einsatz
Trotz aller Automatisierung im Laboralltag ist bei solchen Analysen immer noch viel Handarbeit nötig. Gerade bei Erregern, die für Menschen gefährlich sind, muss die Probenvorbereitung meist unter erheblichen Schutzvorkehrungen vorgenommen werden. Anders ist dies bei „Mirob“, einem neuen Robotersystem für schnelle mikrobielle Analysen.
Selbsttätig entnimmt es die Proben mithilfe einer Kamera und Bildauswertung und führt sie dem Massenspektrometer zu. Ganz wesentlich im Dauerbetrieb ist die Kontrolle des Materialflusses, wie Oliver Lange vom Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg erläutert: „Die Kamera registriert die Beschriftung jeder Petrischale und erkennt gleichzeitig ihren Barcode. Diese Daten verknüpft der Computer wenige Minuten später mit dem Analysenergebnis. Dadurch können wir Verwechslungen, die hin und wieder ganze Messserien unbrauchbar machen, praktisch ausschließen.“
(idw – Fraunhofer-Gesellschaft, 23.11.2005 – DLO)
