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QualiScreen

QualiScreen-Test oder -assay

Wofür wird der QualiScreen-Test eingesetzt?

Der Test dient dem Screening der antimikrobiellen Eigenschaften von Materialoberflächen. Hierbeit wird die Fähigkeit von Materialoberflächen, die Vermehrung von Mikroorganismen und Keimen an der Oberfläche zu verhindern, gemessen.

Die Messung erfolgt, wie bei Certika-Messungen, in sog. 96-Well Mikroplatten, wodurch die Probekörper sehr klein sein können (7 x 4 mm):

Jeder Prüfkörper wird in einem der 96 „Miniaturreagenzgläser“ bearbeitet und hat somit einen eigenen Reaktionsraum.
Eine QualiScreen-Messplatte umfasst bis zu 20 verschiedene Proben/Formulierungen/Konzentrationen inklusive Nullprobe(n), wobei jede dieser Proben in einer 4-fach Bestimmung gemessen wird.
Bei der “vollen” Platte mit 20 Proben, liegt der Preis pro Probe bei 97,50 EUR.

Wie müssen Probekörper für die Proliferationsmessung aussehen?

Die Proben sollten möglichst gleich in Gestalt und Fläche sein.
Die Länge sollte 7 mm nicht übersteigen.
Der Durchmesser sollte maximal 4 mm betragen.

Farben und Lacke können auch in flüssigem Zustand eingeschickt werden. Wir erzeugen die Probekörper dann vor Ort im Labor.

Probekörper bitte nicht mit lösemittelhaltigen Markern (z.B. Edding) beschriften, weil diese das Testergebnis verfälschen können. Bleistiftmarkierungen verhalten sich neutral.

Probekörper nicht in Kunststofftüten verpacken, da diese Weichmacher enthalten können, welche in die Probekörper eindringen können. Einfache Papiertüten oder Aluminiumfolien sind vollkommen ausreichend.

Wie funktioniert der QualiScreen-Test?

- Prüfkörper werden in Bakterienlösung (5.000.000 Zellen/ml) gegeben
- lose Zellen, die nicht auf der Oberfläche anhaften, werden durch Waschschritt entfernt
- Material kann dann innerhalb einer def. Zeit (meist 18 h) die angehafteten Keime an der Proliferation (Vermehrung/Wachstum) hindern
- auf nicht-antimikrobiell wirksamen Oberflächen teilen sich die angehafteten Keime und geben sog. Tochterzellen in die umgebende Flüssigkeit ab
- antimikrobiell wirkende Materialien können dieses Verhalten unterschiedlich stark beeinflussen und sogar vollständig verhindern
- die Keimzahl der abgegebenen Zellen ist nach Inkubationszeitraum zu gering, daher wird die Keimzahl durch anschließende Wachstum erhöht, bis ein optisches Messgerät eine Trübung ermitteln kann
- die Zeit, die die Keime benötigen um diese Trübung zu erreichen ist proportional zu ihrer Anzahl und damit auch zu der Wirkung der zu prüfenden Werkstoffoberfläche
- die antimikrobielle Wirksamkeit wird immer als Differenz im Vergleich zu einer entsprechenden nicht-antimikrobiellen so genannten Nullprobe gemessen
- für die Nullprobe als auch die Probe mit antimikrobiellen Zusätzen wird die Zeit bestimmt, welche Restkeime benötigen um die oben beschriebene Trübung zu erreichen
- die Differenz dieser Zeit (von der Zeit der antimikrobiellen Proben wird die Zeit der Nullprobe abgezogen) ist das Bewertungskriterium für die antimikrobielle Wirksamkeit
- beträgt die Netto-Zeit mehr als 6 Stunden, wurden mindestens ca. 99,9% aller Keime auf der Oberfläche an der Proliferation/Zellteilung (Wachstum) gehindert
- im standardisierten Certika-Proliferationsassay wird die antimikrobielle Wirksamkeit stets mit Staphylococcus epidermidis DSM 18857 als Teststamm gemessen

Warum müssen es 6 h sein?
- ein Testkeim verdoppelt/teilt sich im Proliferationsassay innerhalb von 30 Minuten einmal
- d.h. nach 5 Stunden Netto-OnSet-OD (im Vergleich zu einer Nullprobe) gab es 10 Verdopplungen/Teilungen
- dies ist gleichbedeutend mit einer Log-Reduktion von “2 hoch 10″ : 1 (= 1024 : 1) und entspricht ungefähr 0,1% der Tochterzellen die von der Nullprobe abgegeben wurden
- inkl. Sicherheitsmarge entsprechen 6 Netto-OnSet-OD-Stunden einer Wachstumsverhinderung 99,9% oder 3 Log-Stufen (im Vergleich zu einer Nullprobe)

Das Verfahren basiert auf dem Certika-Test, dessen Grundlagen in „Nature Medicine“ veröffentlicht worden sind: Bechert et al., Nature Medicine 6, 1053-1056 (2000)

Stärken des QualiScreen-Tests:
- hohe Statistische Sicherheit durch 4-fach-Bestimmung und restriktive Auswertung (alle 4 Probekörper müssen einzeln bestehen)
- sehr gute Reproduzierbarkeit
- sehr hohe Empfindlichkeit, d.h. schon geringe Wirkungen können nachgewiesen werden
- Probekörper sind nicht abhängig von einer bestimmten Geometrie, sondern müssen nur grob 7 x 4 mm groß sein

Schwächen des QualiScreen-Tests:
- einseitige Probekörper können nur bedingt gemessen werden
- Bakterien die beim Wachstum “verklumpen” wie z.B. Streptococcus mutans, sind für diese Methode ungeeignet

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