Das Team von FluIDect aus Jena ist auf dem besten Weg, die Lebensmittelanalyse zu revolutionieren. Statt wie bisher Tage und Wochen, kann FluIDect binnen Sekunden Pathogene wie Legionellen oder Salmonellen in Flüssigkeiten aufspüren und somit unser Trinkwasser und Lebensmittel sicherer machen. Dass aus einer Idee in wenigen Jahren ein Unternehmen mit ersten marktreifen Produkten wurde, ist Dr. Michael Himmelhaus, dem Tüftler im Team, zu verdanken, der bereits seit 18 Jahren intensiv zur zugrundeliegenden Technologie forscht und nur auf diese eine Chance gewartet hat. 2004 hat er entdeckt, dass nicht nur größere Plastikkügelchen, sondern auch winzige, Auskunft über ihre Oberflächenbelegung geben – ob sich also Moleküle dort anlagern – und von 2005 bis 2009 hatte der Oberflächenphysiker in Japan bei der Weiterentwicklung entsprechender Biosensorik forschungstechnisch die beste Zeit seines Lebens. Jedenfalls bis jetzt: Im August 2021 hat er gemeinsam mit Dr. Tobias Schröter und Klaus Schindlbeck, die sich über verschiedene Jobs und Firmen getroffen haben, FluIDect zur Untersuchung von Flüssigkeiten auf Keime gegründet.

Ich fand Michaels Forschung spannend und habe mich gefragt, warum er sie auf den kleinen Bereich der Laboranalyse beschränken sollte. Sein Sensor hat Potenzial für den großen Markt, für riesige Industrieanlagen, erklärt Maschinenbau-Ingenieur und Röntgenoptik-Spezialist Tobias Schröter. Das sehen viele Firmen genauso: Wir rennen überall offene Türen ein, denn wir gehen ein massives Problem an. Verunreinigung von Trinkwasser und Lebensmitteln lautet dieses und es verursacht allein in den USA 18 Milliarden Dollar an Schäden pro Jahr und kostet hunderte Menschenleben.

Doch was genau macht FluIDect in diesem nur schuhschachtelgroßen Gerät, das die Pathogenanalyse völlig revolutionieren kann? In Produktionsanlagen kann es kostengünstig, dezentral, in-line-fähig und ohne Labor Mikroben detektieren.

Langfristig wäre es sogar denkbar, schon am Melkstand die Milch der Kühe zu untersuchen und Antibiotika dementsprechend gezielt einzusetzen, ebenso bei der Schweinemast oder auf Geflügelfarmen. Das schafft völlig neue Möglichkeiten zur Wahrung der öffentlichen Gesundheit und der Nachhaltigkeit. Auch beim Trinkwasser: In Mehrfamilienhäusern oder in Krankenhäusern gibt es regelmäßig Spülvorgänge, also eine thermische Desinfektion durch große Mengen heißes Wasser, erläutert Schröter. Die FluIDect-Technologie ermöglicht es, zielgerichteter vorzugehen und nur bei zu hoher Keimbelastung zu handeln. Das spart wertvolle Ressourcen.

Das Ganze funktioniert über eine neuartige Kombination zweier Disziplinen: Wir verbinden Vorteile aus zwei Welten, der Mikrobiologie und der Photonik, schildert Klaus Schindlbeck, der als Diplomkaufmann und Mastermind der Organisation und Verwaltung den Machern im Vordergrund den Rücken freihält. Aufgrund eines mikrobiologischen Vorgangs untersuchen wir die Flüssigkeiten auf biologische und chemische Substanzen und erhalten dann durch das emittierte Licht Informationen über den Vorgang: eine geniale Idee, betont Schindlbeck, der bereits seit 30 Jahren für Medizintechnikunternehmen in Deutschland und den USA tätig ist.

So gibt das FluIDect-Team Beads, zehn Mikrometer große, fluoreszenzmarkierte Plastikkügelchen aus Polystyrol, in das Analysegerät, das in der laufenden Produktion kleine Proben abzapft. Die Kügelchen werden mit Licht beschossen, das sie über Fluoreszenz zum Leuchten bringt. Das Fluoreszenzlicht birgt dabei die genaue Geometrie der Kügelchen. Lagern sich nun an den Beads Pathogene an, verschiebt sich die durch die Kügelchen ausgestrahlte Wellenlänge. Somit ändert sich, leicht messbar, die emittierte Farbe. Bislang erfordern die meisten Analysemethoden eine aufwändige Probenvorbereitung, bevor die Messung beginnen kann. Das kostet vor allem Zeit. Wir dagegen können unsere Beads direkt in die Probe geben, die dann auf die Suche nach den Mikroben gehen, und Informationen über deren Natur und Präsenz anschließend optisch auslesen, verdeutlicht Himmelhaus einen der enormen Vorteile.