Ziel der Entwicklung
Der Bedarf einer schnellen Online-Hygienesensorik im Bereich der Gesundheits- und Lebensmitteltechnologie ist erheblich. Die möglichen Einsatzgebiete liegen im privaten Haushalt, zum Beispiel für die Kühlschrankhygiene und Sanitäranlagen sowie in der Medizintechnik, zum Beispiel bei Feststellung der Verschmutzung eines Gerätes, oder im Lebensmittelbereich, beispielweise bei der Kontrolle der Produktionsanlagen. Darüber hinaus sind Anwendungen im Bereich der pharmazeutischen Industrie relevant. Pathogene Erreger auf Oberflächen sichtbar zu machen ist daher sehr sinnvoll. Derzeit erfolgt die Bestimmung des Oberflächenkeimgehaltes auf Einrichtungs- und Bedarfsgegenständen im Lebensmittelbereich durch das quantitative Tupferverfahren, das semiquantitative Tupferverfahren oder das Abklatschverfahren nach DIN Norm. Die aufwendigen und langwierigen Nachweismethoden machen eine häufige Beprobung nicht realisierbar. Dem Gesetzgeber fehlen in diesem Bereich die Möglichkeiten, den Verbraucher zu schützen. Eine automatisierte Nachweistechnik für Krankheitserreger auf Oberflächen ist bis dato nicht existent. Die einzelnen technischen Komponenten für eine solche Entwicklung sind jedoch Stand der Technik. Die Entwicklung einer Online-Hygienesensorik kann eine höhere Sicherheit gewährleisten und den Zeit- und Arbeitsaufwand erheblich vermindern. Eine effektive Maßnahme wäre ein entsprechendes Monitoring, um rechtzeitig Maßnahmen zur Einhaltung der Hygiene einleiten zu können. Zielstellung im Rahmen des Projektes war es, ein Verfahren zu etablieren und zu nutzen, welches den direkten Nachweis und die Quantifizierung von pathogenen Mikroorganismen auf verschiedenen Oberflächen wie zum Beispiel Edelstahl, Aluminium, Teflon und Polyvinylchlorid (PVC) ermöglicht. Hierfür soll die Fähigkeit der Autofluoreszenz vieler Organismen genutzt werden. Bei Anregung mit Ultraviolett-Strahlung (UV) fluoreszieren einzelne pathogene und nicht pathogene Mikroorganismen bei charakteristischen Wellenlängen. Die bestrahlte Fläche und die von den möglichen Organismen emittierte Fluoreszenz soll mittels einer mit Filtern ausgestatteten Fluoreszenzkamera aufgenommen und bildtechnisch weiterverarbeitet werden.
Vorteile und Lösungen
Derzeit erfolgt der Nachweis von pathogenen Organismen auf Oberflächen standardmäßig über zeitintensive Tupfer- oder Abklatschverfahren. Einen schnelleren Nachweis bietet die enzymatische Reaktion zwischen speziellen organischen Verbindungen auf Reaktionsstreifen mit Reagenzien, wie zum Beispiel die HY-RISE® Cleanliness of Surfaces von Merck Millipore, welche nach einigen Minuten ein positives oder negatives Ergebnis in Form eines Farbumschlages anzeigt. Auch der österreichische Spezialist, die THONHAUSER GmbH, hat ein Indikator-Reinigungsmittel namens TM Smart Gel entwickelt, welches mittels Sprühtechnik aufgetragen wird. Beim Aufsprühen des violetten Gels oxidieren organische Rückstände, tot oder lebendig, auf der Oberfläche und sorgen für eine grünliche Verfärbung. Der große Nachteil an dieser doch innovativen Methode ist die anschließende Reinigung der besprühten Flächen. Denn wenn keine Reaktion stattgefunden hat, müssen dennoch die eingesprühten Flächen wieder gereinigt werden, was der Wasser- und Reinigungsmittelersparnis entgegenwirken würde. An den Oberflächen werden Aufnahmen mit dem Hygiene-Monitoring-Sensor vor und nach der Reinigung generiert, um den Reinigungserfolg zu überprüfen, um gegebenenfalls eine Intensivreinigung zu induzieren. Das Verfahren beruht auf der Autofluoreszenz vieler Organismen, die bei Anregung mit UV-Strahlung in charakteristischen Wellenlängenbereichen fluoreszieren. Das bedeutet, dass hier komplett auf Zusatz von Chemie verzichtet werden kann. Zudem ist dieses optische Verfahren zerstörungsfrei und umweltfreundlich, da hier erheblich an Wasser und Reinigungsmittel gespart werden kann.
Zielgruppe und Zielmarkt
Im Zuge der Dissemination soll eine vollautomatisierte Variante des Hygiene-Monitoring-Sensor-Demonstrators weiterentwickelt werden, welche die Vorzüge der intergrierten Bildverarbeitung und –bewertung mit einer selbstfahrenden Robotik vereint und somit zu einer deutlich höheren Hygiene auf Prozessoberflächen führt.