Der Pandemie auf der Spur

Endress+Hauser entwickelt gemeinsam mit dem größten deutschen Kläranlagenbetreiber ein Verfahren, um das neuartige Coronavirus im Abwasser direkt vor Ort nachzuweisen. Damit lässt sich das lokale Infektionsgeschehen besser überwachen.

Text: Christine Böhringer

Grafik: 3st

Stark im Wandel

Corona

Analyse

Wasser & Abwasser

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Da das neuartige Coronavirus bei vielen Menschen keine oder nur leichte Symptome verursacht, bleibt die wirkliche Dynamik der Pandemie oft unsichtbar. Doch im Abwasser sammeln sich von Infizierten ausgeschiedene Virenreste, die sich analysieren lassen. „Weltweit befassen sich Forscher und Verbände daher mit abwasserbasierter Epidemiologie, um das Geschehen besser beobachten zu können“, sagt Dr. Achim Gahr, Business Development Manager bei Endress+Hauser Liquid Analysis.

Das Coronavirus ist mit PCR-Technologie nachweisbar. Zusammen mit Emschergenossenschaft und Lippeverband (EGLV), dem größten Abwasserentsorger Deutschlands, will Endress+Hauser diese Laboranalytik prozesstauglich machen. In bisherigen Versuchen gelang es bereits, Abwasserproben in nur drei Stunden direkt in der Kläranlage zu analysieren. „Dafür haben wir komplexe Schritte wie Probenahme und -aufbereitung weitgehend automatisiert“, sagt Dr. Robert Möller, Projektmanager beim Endress+Hauser Tochterunternehmen Analytik Jena.

Mit EGLV arbeitet Endress+Hauser seit vielen Jahren zusammen. „Auf dieser Basis und weil wir in der Firmengruppe über alle nötigen Technologien verfügen, konnten wir das Verfahren schnell auf die Beine stellen“, sagt Achim Gahr. „Es wird jetzt weiter optimiert, damit es künftig auch bei anderen mikrobiellen Fragestellungen eingesetzt werden kann.“

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Die in der RNA (Ribonukleinsäure) enthaltene Erbinformation des Coronavirus lässt sich mit quantitativer Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (Real-Time-PCR) auch im Abwasser nachweisen.

Die Analyse erfordert eine repräsentative Abwasserprobe. Dazu entnimmt ein automatischer Probenehmer dem Kläranlagen-Zustrom im Laufe eines Tages immer wieder Wasser für eine 24-Stunden-Mischprobe.

Zur Aufbereitung werden 100 Milliliter Wasser gefiltert, die Virenreste an den Filter gebunden und mit einem Milliliter Wasser wieder gelöst. Das erhöht die Konzentration der Viren-Fragmente.

Die Hälfte der Probe wird in ein Gerät gegeben, das automatisiert die Erbinformation der Viren gewinnt. Die extrahierte RNA findet sich nun in einer Probe von 100 Mikrolitern und kann mit PCR-Technologie analysiert werden.

Ein Thermocycler-Gerät vervielfältigt die RNA-Sequenzen mit Hilfe eines Enzyms. Schon während der Laufzeit zeigt sich, ob die Probe die gesuchte RNA enthält. Je früher sie detektiert wird, desto höher die Virenlast.