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Keimzahlbestimmung mit wenigen Klicks

Kategorie:
Thema:
Autor: Sina Ruhwedel

Keimzahlbestimmung mit wenigen Klicks

Regelmäßige Keimzahlbestimmungen gehören zu den Routineaufgaben zahlreicher Labors in der Umwelttechnik und Trinkwasseranalyse, um Kontaminationen der Produkte mit Bakterien, Viren, Hefen oder Schimmelpilzen während der Herstellung auszuschließen. Hierfür werden Petrischalen mit entsprechenden Proben ausgewertet, um die Anzahl der gewachsenen Kolonien festzustellen. Während bei der klassischen Bestimmung mit manuellen Zählern jede Kolonie einzeln markiert werden muss, können automatische Geräte zahlreiche Petrischalen gleichen Typs zügig auswerten.

Im Rahmen des Hygienemanagements und der Qualitätskontrolle gilt die Gesamtkeimzahl als eine der wichtigsten Kennzahlen. Sie gibt an, wie viele Mikroorganismen sich in einer Probe befinden. Denn je nach Keimtyp dürfen gewisse Richtwerte nicht überschritten werden, um den Verbraucher vor Krankheiten wie einer Lebensmittelvergiftung zu bewahren. Deshalb werden routinemäßig Proben auf Petrischalen kultiviert, um die Keimkonzentration nach einer gewissen Zeit mittels Koloniezählung bestimmen zu können. Jedoch machen insbesondere veraltete Geräte, bei denen mit Lichttisch und Lupe jede Kolonie einzeln betrachtet werden muss, diese Aufgabe schnell zur zeitraubenden Tortur.

„So eine Petrischale hat, wenn mit einer richtigen Verdünnung gearbeitet wird, zwischen 150 und 200 Kolonien“, erklärt Dipl.-Ing. Konrad Schäfer, geschäftsführender Gesellschafter der Funke-Dr. N. Gerber Labortechnik GmbH. „Bei einer manuellen Zählung muss die Fachkraft hoch konzentriert bleiben und jede Kolonie einzeln markieren. So wird die Routinearbeit schnell zur zeitraubenden Anstrengung.“

Zudem lässt sich die Markierung bei den bisherigen Verfahren mit Koloniezählern nicht rückgängig machen, wodurch Doppelzählungen wahrscheinlicher werden. Zuverlässiger sind automatische Geräte, die jedoch in der Regel für große Chargen ausgelegt sind und einen gewissen Aufwand mit sich bringen. „Aufgrund ihrer Komplexität bedeuten solche Systeme einerseits eine große finanzielle Investitionshürde. Andererseits sind für ihre Programmierung zeitintensive Vorbereitungen notwendig, da für den automatischen Betrieb Parameter wie Koloniedurchmesser oder maximaler und minimaler Kontrast festzulegen sind“, erläutert Schäfer.

Der ColonyStar automatic von Funke-Gerber hingegen wurde so entwickelt, dass das Gerät die manuelle Bestimmung durch einen halbautomatischen Zähl-Modus stark beschleunigt. So sind für die Markierung von beispielsweise 200 Kolonien lediglich 4 bis 15 Aktionen notwendig, der Anwender behält dabei aber stets die volle Kontrolle und muss sich anders als bei vollautomatischen Lösungen nicht allein auf das Gerät verlassen. Neben diesem Assistenzmodus kann das System dennoch auf ausgewählte Kolonien trainiert werden, wodurch vordefinierte Proben auch komplett automatisch gezählt werden können.

Assistenzmodus erlaubt schnelle Zählung

Das Gerät ist für den Laboralltag optimiert und besteht aus einer Basis sowie einem abnehmbaren Tablet. Im Gerät sind die Kamera, die Belichtungseinheit und die Probenaufnahme untergebracht. Mit dem Tablet und der darauf installierten Bestimmungssoftware erfolgen Markierung und Auswertung der Probe. Die hochauflösende Kamera erstellt nach Betätigung des „Start“-Buttons ein Bild der Petrischale und sendet dies kabellos über WLAN an das Tablet. Einzelne Kolonien können mit dem Finger oder einem Stift via Antippen (Touch) markiert werden. Im Assistenzmodus werden nun automatisch weitere Kolonien desselben Typs erfasst, markiert und gezählt. „Kolonien sind dann gleichartig, wenn sie in Farbe, Kontrast, Größe und Form ähnlich der vom Bediener gekennzeichneten Auswahl sind“, erläutert Schäfer. Dies wird durch einen speziellen Algorithmus in Kombination mit dem hochauflösenden Kamerabild ermöglicht. So „assistiert“ das Gerät der Fachkraft, wodurch die Routinezählung erleichtert wird. Dabei kann die Markierung einer Kolonie, die beispielsweise nicht eindeutig definierbar oder erkennbar ist, jederzeit aufgehoben oder korrigiert werden, bevor die finale Zählung als Bilddatei gespeichert wird.

Darüber hinaus ermöglicht das Gerät einen vollautomatischen Zählbetrieb. Dabei ist das System mit einer Lernfunktion auf verschiedene Bakterienarten und Agar-Sorten trainierbar. Dafür kann man beispielsweise 10 bis 15 Petrischalen mit ein und derselben Spezies auf dem gleichen Agar auswerten und nach Abschluss der Anlernphase als Profil – etwa Salmonellen oder Hefe – speichern. Später können dann gleichartige Kolonien, die mit diesem übereinstimmen, vollautomatisch ausgewertet werden: Die Petrischale wird dafür in den Scanner gestellt und nach Betätigen des „Start“-Buttons erhält der Nutzer die entsprechende Anzahl Kolonien. Anders als bei reinen Vollautomatik-Geräten ist hierbei kein umfänglicher Fragenkatalog abzuarbeiten, da das Gerät während der Zählung automatisch trainiert wird.

Das intelligente, intuitive System bietet dem Laborpersonal große Sicherheit. Es ist für alle Petrischalen bis zu einem maximalen Durchmesser von 9,5 cm geeignet und kann in sämtlichen mikrobiologischen Laboren wie beispielsweise der Food-Industrie, aber auch in der Medizin, Forschung, Veterinärmedizin oder in Behörden der öffentlichen Verwaltung wie Umweltämtern eingesetzt werden.

„Die Wiederholbarkeit liegt mit 97 Prozent sehr hoch, wenn der Anwender die entsprechende Kolonie auf dem Touch-Screen einmal richtig identifiziert und das Profil im Computer korrekt hinterlegt hat. Das ist für mikrobiologische Verhältnisse ein sehr guter Wert“, so Schäfer.

Die einfache Bedienung wiederum macht die Routineaufgabe auch unter ergonomischen Gesichtspunkten angenehmer, denn die Auswertung kann via abnehmbarem Tablet selbst im Stehen erfolgen. Eine optionale Zoomfunktion erleichtert die Auswahl bei sehr kleinen oder wenig eindeutigen Kulturen. Zudem ist das Gerät preisoptimiert, da auf unnötige Peripherieprogramme verzichtet wird und die Software mit dem handelsüblichen Endgerät uneingeschränkt arbeiten kann.

„Aktuell stehen wir noch am Anfang mit unserem ColonyStar und weitere Optimierungen, beispielsweise in Bezug auf die Einbindung in bestehende Laboranlagen, sind denkbar. In naher Zukunft wird ein erstes Upgrade die Möglichkeit bieten, die Messergebnisse inklusive der Bilddateien in tabellarischer Form via USB-Kabel als PDF auf andere Geräte portieren zu können“, gibt Schäfer einen Ausblick auf die Zukunft. Erstes positives Feedback hat das Unternehmen bereits von ausgewählten Partnern erhalten, die den ColonyStar aktuell in ihrem Arbeitsalltag testen.

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