Analyse von Wasser auf biologische Parameter

Nachweis von Krankheitserreger und anderen Mikroorganismen in Wasser

Die Qualität und Reinheit von Wasser ist für die öffentliche Gesundheit und eine saubere Umwelt unerlässlich. Die Überwachung von Trink-, Prozess- und Abwasser im Hinblick auf mikrobielle Organismen kann jedoch schwierig und zeitaufwendig sein. In diesem Artikel möchten wir Ihnen die Real-Time PCR-basierten Nachweismethoden für einige der häufigsten Krankheitserreger und Mikroorganismen in vorstellen. Im Vergleich zu anderen Verfahren, steigern die vorgestellten Methoden die Geschwindigkeit und Qualität Analysen deutlich - einen Analyselauf benötigt nur wenige Stunden, statt Tage bis Wochen.

Hygienekontrolle durch Nachweis von Indikatororganismen

Das Vorhandensein bestimmter gastrointestinaler Mikroorganismen im Wasser wird häufig als Indikator für fäkale Verunreinigungen verwendet. Escherichia coli , Shiga-Toxin 1 und/oder Shiga-Toxin 2 produzierende E. coli (STEC) sowie Shiga-Toxin produzierende Shigella dysenteriae können z. B. über fäkale Verunreinigungen oder Düngemittel ins Wasser gelangen. Da dies das Risiko birgt, schwere Dysenterie, hämorrhagische Kolitis und das hämolytisch-urämische Syndrom zu verursachen, ist eine Bewertung der Wasserqualität hinsichtlich E. coli in Deutschland obligatorisch**. Mehrere Assays, darunter der innuDETECT E. coli O157, sind für den hochspezifischen Nachweis solcher Erreger konzipiert. Abbildung 2 und Tabelle 2 zeigen eine Applikationsbeispiel mit der Kombination von drei innuDETECT Assays für die Charakterisierung von EHEC O104:H4¹.

** Die Deutsche Trinkwasserverordnung (2001) fordert die Bestimmung von coliformen Keimen und E. coli nach DIN EN ISO 9308-1:2017-09 & DIN EN ISO 9308-2:2014-06

¹ Stamm, der die HUS-Epidemie in Deutschland 2011 verursacht hat

Differenzialer Erregernachweis - Co-Identifikation relevanter Subspezies

Trink- und Brauchwasser muss auf das Vorhandensein von Legionellen geprüft werden, wobei hier die Subspezies L. pneumophila von besonderem Interesse ist, da dieser Erreger die Legionärskrankheit verursacht. Gesetzliche Regelungen wie die 42. BImSchV erfordern daher die Überprüfung auf diesen Erreger. Die Regelung 42. BImSchV zielen spezifisch darauf ab, die Emission von L. pneumophila aus Verdunstungskühlern und Kühltürmen zu verhindern. Die Identifizierung von Legionellen mit herkömmlichen Methoden ist sehr anspruchsvoll und wird durch die Begleitflora erheblich erschwert. Der innuDETECT Legionella Assay schafft hier Abhilfe. Der Assay ermöglicht den gleichzeitigen Nachweis von Legionella spp. und L. pneumophila gemäß ISO/TS 12857 in einer einzigen Reaktion. Abbildung 3 zeigt den Nachweis und die Differenzierung von Legionellen in Wasserproben aus industriellen Kühltürmen. Die Anwesenheit von L. pneumophila konnte nur in der Positivkontrolle nachgewiesen werden.

Verbesserter Nachweis von Pathogenen

Clostridia spp. sind Bakterien, die im Allgemeinen in allen Lebensräumen der Umwelt vorkommen, auch im Wasser. Ihr Nachweis ist nach der Trinkwasserverordnung*** obligatorisch. Der Nachweis mittels konservativer Kultivierung ist mit einigen Hürden verbunden. PCR-basierte Assays bieten hier eine unverzichtbare Alternative. Yersinia enterocolitica ist ein weiteres Pathogen, das Trink- und Oberflächenwasser kontaminieren kann und ein hohes gesundheitliches Risiko darstellt. Es ist vor allem in Tierreservoiren weit verbreitet. Sowohl der innuDETECT Clostridium perfringens Assay als auch der innuDETECT Yersinia enterocolitica Assay bieten hier die ideale Lösung für den schnellen und sensitiven Nachweis der jeweiligen Erreger, wobei die enthaltenen internen Kontrollen die Ergebnissicherheit gewährleisten. Dies ist in Abbildung 4 und Tabelle 4 deutlich dargestellt.

*** Die Deutsche Trinkwasserverordnung (2001) fordert die Bestimmung von Clostridium perfringens nach DIN EN ISO 14189:2016-11