TELI-Experten-Gespräch: Diagnose per Laser

09. 07. 2009

Arno Kral

Tom's Networking Guide

TELI-Experten-Gespräch zur Laser 2009

Viren- und Bakteriendiagnose mit Lasern

Mit Raman-Spektroskopie kann das IPHT Jena Bakterien ohne vorherige Kultivierung in nur 30 Minuten identifizieren – lebensrettender Zeitvorsprung etwa bei Meningitis. Das Verfahren lässt sich sogar auf die noch viel kleineren Viren anwenden.

Viren- und Bakteriendiagnostik mit Lasern

Zur Fachmesse Laser World of Photonics 2009, kurz: Laser 2009, hatte die Technisch-Literarische Journalistenvereinigung TELI Technik- und Wissenschaftsjournalisten in die Münchner Messe zum Expertengespräch geladen. Als Referentin hatte der TELI Regionalkreis Süd Frau Dr. Petra Rösch vom Institut für Physikalische Chemie an der Friedrich-Schiller-Universität Jena gewinnen können, die über "Viren- und Bakteriendiagnostik mit Lasern" referierte.

Frau Dr. Petra Rösch vom Institut für Physikalische Chemie an der Friedrich-Schiller-Universität Jena referierte vor TELI-Mitgliedern und –Gästen über die revolutionären Fortschritte im Bereich Diagnostik mit Lasern. (©Smartmedia PresSservice)

So trocken die Beschreibung des Thema auch klingen mag, es erwies sich als spektakulär, denn es zeigt einen ganz neuen Weg auf, Bakterien und Viren zu identifizieren, einen Weg, bei dem bereits ein einziges Objekt zur Bestimmung ausreicht. Die Vorteile liegen auf der Hand, wie Frau Dr. Rösch anhand von Bakterien verdeutlichte:

Vor der Bestimmung brauchen nicht erst langwierige Kulturen gezogen zu werden, was üblicherweise einige Tage dauert. Mit der neuen Methode dauert die Bestimmung in der Regel innerhalb eine halben Stunde.
Bei der neuen Methode stört die Anwesenheit von Wasser im Gegensatz zur Infrarot-Spektroskopie nicht.
Daher kann man in wässriger Lösung messen; das zu bestimmende Bakterium bleibt am Leben – und kann zur Kontrolle nachträglich weiter kultiviert werden.
Die neue Methode kann selbst solche Bakterien bestimmen, die sich gar nicht kultivieren lassen – dazu zählen 95 bis 97 Prozent der Bodenbakterien.

Beim Raman-Effekt wird die Frequenz des von rechts einfallenden Lichtes durch die Vibration des Moleküls moduliert. (Grafik: IPHT, Jena)

Die neue Methode arbeitet mit einem Laser im grünen Bereich (463 nm), dessen Strahl, in ein Mikroskop eingekoppelt, das Untersuchungsobjekt beleuchtet und an dessen Hüllenmolekülen gestreut wird. Die so genannte Stokes-Raman-Streuung erzeugt dabei charakteristische Frequenzspektren, die ein CCD-Sensor detektiert und an einen Computer zur Aufzeichnung weiter leitet. Zwar wird nur eines von einer Million Photonen gestreut; doch dieser winzige Energieübertrag reicht bereits aus, um einen "spektralen Fingerabdruck" des beleuchteten Objekts zu erzeugen.