AMBA – At Line Monitering af Bakterier

Sidst opdateret: 10. oktober 2007

Sammen med Teknologist Institut, Aarhus Universitet, Aalborg Universitet og flere virksomheder deltager UNF i 2007-2011 i udviklingen af mikrobiologiske analyseplatforme. UNF vil hjælpe med at udbrede kendskabet til projektet, samt at udbrede kendskabet til viden om mikrobiologi generelt.

Bakterier og moderne teknologi

Mikroorganismer findes overalt, og påvirker både mennesker og vores omgivelser. Vores viden om mikrobiologi har hidtil været baseret på dyrkning af bakterier i laboratoriet – også uanset om det drejede sig om problemer i sundhedssektoren, institutioner, fødevareindustrien, eller anden industri. Uheldigvis begrænser man sig herved til udelukkende at arbejde med de organismer der kan dyrkes, selvom man ved at der findes mange flere – på trods af at ny forskning har vist, at der i mange systemer blandt de ikke-dyrkbare organismer findes væsentlige syndere i forhold til udbredte problemer. Der findes således ikke kun de 5.000 arter, der kan dyrkes i et laboratorium, men 1.000 gange flere bakteriearter.

Bl.a. i olieindustrien bruges der hvert år store beløb på at forebygge biokorrosion

Takket være moderne teknologi har vi nu mulighed for at få indblik i og forstå mikrobiologiske processer, som vi end ikke kender eksistensen af endnu. Udviklingen har allerede betydet markante ændringer i vores opfattelse af mikrobiologiens betydning for industrielle systemer og processer, hvilket især skyldes opdagelsen af biofilm og udviklingen inden for molekylærbiologien.

De molekylærbiologiske metoder giver nu mulighed for at opdage, forklare og løse tidligere tiders pludseligt opståede og uforudsete hændelser, som fx biokorrosion, og åbner dermed nye muligheder for effektiv forebyggelse og bekæmpelse af bakterier.

Det er i dag muligt at identificere stort set alle bakterier i en prøve hurtigt, typisk fra dag til dag. Derved kan der skabes en langt bedre forståelse af mikrobiologien, og der opnås nye muligheder for at håndtere mikrobiologiske problemer i industrien. Men udover i dele af sundhedsvæsnet er disse muligheder stort set ikke omsat til praktisk anvendelse. Det største problem i denne sammenhæng er, at de avancerede molekylære metoder oftest kræver eksperthåndtering. Samtidig er der for mange anvendelsers vedkommende endnu tale om dyre specialanalyser.

Teknologien bag AMBA

I AMBA’s arbejde tages udgangspunkt i den molekylærbiologiske teknologi Fluorescerende In
Situ Hybridisering (FISH), som anvendes til identifikation af bakterier ved specifik farvning baseret på forskelle i bakteriernes arveanlæg. Teknikken kan finde lave bakteriekoncentrationer og er samtidig tolerant over for forurenende stoffer. Desuden kan der med FISH skelnes mellem levende, aktive bakterier og døde, inaktive bakterier. Teknisk bygger FISH på lysfænomenet fluorescens. Ny forskning har vist, at der med visse ændringer i teknikken kan måles via et andet lysfænomen, Surface Enhanced Raman Scattering (SERS). Dette giver en række markante fordele i forhold til FISH: En væsentlig større følsomhed og forbedret evne til at skelne mellem lyssignalet fra farvede bakterier og urenheder i prøven. Desuden er det muligt at skelne langt flere forskellige bakterier i én arbejdsgang sammenlignet med FISH, hvilket har stor betydning for analyse af komplekse bakteriesamfund.

Den ekstreme følsomhed af resonant SERS giver mulighed for også at detektere funktionelle
gener i bakterierne, hvilket forbedrer mulighederne for at udpege skadelige organismer. FISH
og SERS ligner hinanden: Begge teknikker ”farver” bakterierne med specifikke molekyler og genkender dem ved det udsendte lys efter belysning med laser. Det er således praktisk muligt at udvikle en fælles analyseplatform baseret på disse teknikker, og metoderne komplementerer hinanden i forhold til deres egenskaber og teknologiske modenhed.

Konkurrerende mikrobiologiske analyseværktøjer er PCR og DNA-arrays. Disse metoder har deres
styrker især i rene matricer uden stoffer, der kan inhibere enzymreaktionerne (PCR) eller i prøver med høj DNA-koncentration og voldsom kompleksitet (Arrays). På grund af industrielle systemers ofte komplekse matricer og lave indhold af nøglemikroorganismer er det valgt ikke at basere analyseplatformen på disse teknologier. Det vil dog være naturligt at vurdere disse metoders anvendelighed i specifikke industrielle applikationer.

Innovationskonsortiet AMBA

Virksomhedspartnere

Mærsk Olie og Gas A/S
Århus Kommune Vand og Spildevand
Chemometec ApS
Inter Aqua Advance ApS

F&U-partnere

Teknologisk Institut
Kemisk Institut, Aarhus Universitet
Afdeling for Mikrobiologi, Aarhus Universitet
Sektion for Miljøteknologi, Aalborg Universitet

Organisationer

Ungdommens Naturvidenskabelige Forening, UNF

Konsortiets hjemsted

Teknologisk Institut, Teknologiparken, Kongsvang Allé 29, 8000 Århus C

Hvis du vil vide mere

Teknologisk Institut arbejder i øjeblikket på at oprette en hjemmeside for projektet.

Har du nogle spørgsmål i mellemtiden, er du meget velkommen til at kontakte UNF.

Kontakt:
Johnny Hartvig Olsen, cand.polyt.
jho@unf.dk