DE102017222366B4 - Verfahren und Vorrichtung zum qualitativen und quantitativen Nachweis von in einem aquatischen System enthaltenen, biofilmbauenden Bakterien - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum qualitativen und quantitativen Nachweis von in einem aquatischen System enthaltenen, biofilmbauenden Bakterien Download PDF

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Abstract

Verfahren zum qualitativen und quantitativen Nachweis von in einem aquatischen System enthaltenen, biofilmbauenden Bakterien wenigstens einer Bakteriengattung mittels biochemischer Reaktion der Bakterien mit wenigstens einer Substanz, die eine Bakterien-spezifische Stoffwechselreaktion initiiert, sowie einem von der Stoffwechselreaktion beeinflussbaren farbmetrischen Reagenz, dessen spektrometrische Eigenschaften gemessen und dem Nachweis zugrunde gelegt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum qualitativen und quantitativen Nachweis von in einem aquatischen System enthaltenen, biofilmbauenden Bakterien wenigstens einer Bakteriengattung.
  • Stand der Technik
  • Biofilme stellen mikrobielle Zellgemeinschaften dar, die sich in aquatischen, d.h. wässrigen Systemen, vorzugsweise an Oberflächen bzw. Grenzflächen von Substraten in Form einer durch die mikrobiellen Zellen selbst hergestellten Schleimschicht aus extrazellulären, polymeren Substanzen (EPS) ausbilden. Die Schleimschicht bildet dabei eine Art Matrix, in der die mikrobiellen Zellen, so insbesondere Bakterien der Gattung Legionella spp. inklusive der Art Legionella pneumophila eingebettet sind und auf diese Weis von einem Milieu umgeben sind, das den Bakterien eine lange Lebenszeit ermöglicht.
  • Legionella spp. können sowohl in Süßwasser, als auch in Salzwasser vorkommen und finden in einem Temperaturbereich zwischen 25°C und 50°C optimale Lebensbedingungen. So kommen sie häufig in Einrichtungen wie Warmwassererzeugungs- und -Verteilungsanlagen, Schwimmbädern, Luftwäschern in Klimaanlagen, Kühltürmen, Totleitungen, Wassertanks und der gleichen vor. Insbesondere können sie in Warmwasserleitungen oder Kaltwasserleitungen mit Wärmeeinwirkung von außen, welche über längere Zeit nicht genutzt werden, auftreten.
  • Gerade in den letzten Jahren wurden viele Berichte über mögliche Infektionsquellen für den Menschen mit Legionella pneumophila Bakterien veröffentlicht. Dabei stellen vor allem kontaminierte Wasserverteilsysteme in Gebäuden sowie industrielle Anlagen, insbesondere Kühlturme, eine besondere Bedrohung für den Menschen dar. So ereignete sich Anfang Januar 2010 eine Legionellen-Epidemie in Deutschland mit 5 Toten und 64 Infizierten, deren Ursache auf die zu einem Blockheizkraftwerk gehörigen Kühltürme zurückgeführt werden konnte.
  • Gemäß den Vorgaben des DVGW (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e. V.) Arbeitsblatt W 551 gilt Trinkwasser bei einem Gehalt von 100 KbE (koloniebildende Einheiten pro 100 ml) als kontaminiert mit einem geringen Infektionsrisiko. Handlungsbedarf ist geboten ab einem Wert von größer 10.000 KbE/100 ml, welche Sofortmaßnahmen wie z. B. eine Desinfektion des Leitungsnetzes und die Verhängung eines vorläufigen Nutzungsverbots notwendig macht.
  • Von Yanez, M.A., et. al. wird in „Quantitative detection of Legionella pneumophila in water samples by immunomagnetic purification and real-time PCR amplification of the dotA gene“, Applied and Enviromental Microbiology, Vol. 71, Nr. 7, 07, S. 3434-3436, ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung von Legionella pneumophila in Wasserproben mittels immunomagnetischer Reinigung und echt-zeit PCR-Amplifikation von dotA Genen beschrieben.
  • Von Füchslin et. al. wird in „Rapid and quantitative detection of Legionalla pneumophila applying immunomagnetic Separation and flow cytometry“, Cytometry Part A, 77A, 03/2010, S.264-274, ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung von Legionella pneumophilia in Wasserproben mittels einer Kombination aus immunomagnetischer Separation und Durchflusscytometrie beschrieben.
  • Die vorstehenden Analysemethoden sehen jeweils eine Probennahme vor Ort und den Nachweis in einem für die Untersuchung auf Legionellen ausgerüsteten Labor vor.
  • Die Druckschrift WO 2011/157584 A1 offenbart eine portable Vorrichtung sowie ein Verfahren zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von Legionellen in Wasser. Die bekannte Vorrichtung arbeitet in mehreren Stufen, in welchen in einer definierten Probemenge enthaltene Mikroorganismen mittels Filtration abgetrennt, die Legionellen aus den abgetrennten Mikroorganismen selektiv mittels immunomagnetischer Methoden separiert werden, um anschließend mittels geeigneter Fluoreszenzmarker markiert zu werden. Die markierten Legionellen werden durch eine geeignete Anregungsquelle zur Fluoreszenz angeregt, welche anschließend mittels eines Detektors registriert und über ein Rechnersystem qualitativ und/oder quantitativ ausgewertet werden kann. Insbesondere eignet sich die Vorrichtung zur temporären oder permanenten Integration in wasserführende Systeme, wie bspw. Trinkwasserleitungsnetz, Kühltürme, Klimaanlagen etc. Während die Identifizierung von Legionellen in Trinkwassersystemen bereits weit fortgeschritten ist, stellt diese in Verdunstungskühlsystemen, aufgrund einer erhöhten Biofilmbauenden Begleitflora, wie bspw. Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter aerogenes oder Escherichia coli und der damit einhergehenden Biofilmbildung, eine besondere Schwierigkeit dar.
  • Aus dem Fachartikel von Rahman, M. et al., „The catabolism of arginine by Pseudomonas aeruginos“, J. Gen. Micorbiol. (1980) 116(2) 371 -380 sind Arginin-Abbauwege von P. aeruginosa zu entnehmen.
  • Aus dem Artikel von Sabaeifard, P., et al., „Optimization of tetrazolium salt assay for Pseudomonas aeruginosa biofilm using microtiter plate method“, J. Micorbiol. Method (2014) 105:134-140 ist ein Nachweisverfahren von P. aeruginosa in Biofilm mittels TTC zu entnehmen.
  • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum qualitativen und quantitativen Nachweis von in einem aquatischen System enthaltenen, biofilmbauenden Bakterien wenigstens einer Bakteriengattung derart anzugeben, so dass eine sichere und schnelle Analyse und Bestimmung wenigstens zum Nachweis von Legionella pneumophila innerhalb ein bis zwei Tagen, vorzugsweise innerhalb von 24 Stunden und weniger, möglich sein soll. Insbesondere gilt es eine Bestimmung von Legionella pneumophila sowie weitere Bakterien unterschiedlicher Bakteriengattung innerhalb einer multizellulären Gemeinschaft aus biofilmbauenden Bakterien innerhalb eines aquatischen System fehlerfrei zu detektieren, um möglichst gezielte Maßnahmen verzögerungsfrei zur Verhinderung bzw. Minimierung einer Biofilmbildung, wie beispielsweise der Einsatz von bakterienspezifischer Reinigungsmethoden, vornehmen zu können. Der Einsatz der lösungsgemäßen Vorrichtung soll auch vor Ort, d.h. in Form eines portablen Feldgerätes ermöglichen.
  • Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Gegenstand des Anspruches 13 ist eine Vorrichtung in Form einer Mikrotiterplatte zur Durchführung des lösungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 1. Bevorzugte Verwendungen sind Gegenstand der Ansprüche 18 bis 20. Den Erfindungsgedanken in vorteilhafter Weise ausbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung unter Bezugnahme auf die illustrierten Ausführungsbeispiele zu entnehmen.
  • Im Unterschied zu bekannten Nachweisverfahren zur Detektion biofilmbauender Bakterien, die das Wachstumsverhalten (Anabolismus) von Bakterien untersuchen und infolgedessen viel Zeit in Anspruch nehmen, um eine zuverlässige Aussage über das Vorhandensein entsprechender Bakterien treffen zu können, basiert das lösungsgemäße Verfahren zum qualitativen und quantitativen Nachweis von in einem aquatischen System enthaltenen, biofilmbauenden Bakterien wenigstens einer Bakteriengattung auf einer biochemischen Reaktion der Bakterien mit wenigstens einer Substanz, die eine bakterien-spezifische Stoffwechselreaktion initiiert, durch die eine farbmetrische Reagenz chemisch beeinflussbar ist, dessen spektrometrische Eigenschaften gemessen und dem Nachweise der in dem aquatischen System enthaltenen biofilmbauenden Bakterien zugrunde gelegt wird.
  • Das lösungsgemäße Verfahren nutzt die Messung der auf Katabolismus beruhenden Vitalität bzw. Aktivität, spezifischer biofilmbauender Bakterien. Hierbei werden die zum Erhalt der lebenden Zellen erforderlichen Stoffwechselreaktionen in Betracht gezogen, bei denen Stoffwechselprodukte von komplexen zu einfachen Molekülen zur Entgiftung des Zellorganismus und zur Energiegewinnung abgebaut werden. Von besonderen Interesse hierbei ist der Nachweis von Bakterien der Bakteriengattungen Legionella, Pseudomona, Escherichia und Enterobacter.
  • Durch die Wahl der eine Bakterien-spezifische Stoffwechselreaktion initiierende Substanz ist ein hochselektiver Nachweis von Bakterien einer bestimmten Bakteriengattung innerhalb eines aquatischen Systems möglich.
  • Für den Nachweis von Bakterien der Baktieriengattung Legionella, insbesondere der Bakteriumsart Legionella pneumophila, eignen sich vorzugsweise Aminosäuren zum Zwecke der Katabolisierung bzw. Verstoffwechselung durch diese Bakterien, da Aminosäuren, allen voran L-Serin, L-Threonin eine bevorzugte Kohlenstoff- und Energiequelle für Legionella pneumophila darstellen. Neben den vorstehenden Aminosäuren eignen sich auch α-Ketobuttersäure, als Abbauprodukt der Aminosäuren Threonin und Methionin, sowie Brenztraubensäure sowie Glukose-1-Phosphat zum Zwecke der Katabolisierung durch das Bakterium Legionella phneumophila.
  • Zur Bestimmung der Anzahl der innerhalb des aquatischen Systems enthaltenen Bakterien Legionella pneumophila, deren Stoffwechsel durch wenigstens eine der vorstehenden Substanzen gezielt angeregt bzw. aktiviert wird, dient ein farbmetrisches Reagenz, beispielsweise in Form von Tetrazoliumviolett oder 2,3,5-Triphenyl-2H-Tetrazoliumchlorid (TTC). Der auch als TTC- oder Formazan-Test bekannte Nachweis für die Bestimmung der Vitalität von Zellen bzw. Bakterien, insbesondere von Legionella pneumophila, eignet sich besonders gut zur messtechnischen Erfassung der im aquatischen System enthaltenen biofilmbauenden Bakterien. Das farbmetrische Reagenz, das im Ausgangzustand eine farblose Verbindung darstellt, wird durch chemische Reaktion mit den lebenden und somit metabolisch aktiven Bakterien zu einem löslichen Purpur (Formazan-Produkt) reduziert, dessen Menge direkt proportional zur Anzahl der lebenden Zellen bzw. Bakterien innerhalb des aquatischen Systems ist.
  • Zur messtechnischen Erfassung der spektrometischen Eigenschaften des farbmetrischen Reagenz im aquatischen System dient das Verfahren der optischen Spektrometrie, mit dem die optische Extinktion des durch den Farbumschlag des farbmetrischen Reagenz eingefärbten aquatischen Systems gemessen wird. Hierbei kann je nach Analyseart ein absoluter Extinktionswert und/oder eine zeitliche veränderliche Extinktionfunktion ermittelt werden, um bspw. die zeitliche Veränderung der Aktivität der die Substanz metabolisierenden Bakterien im aquatischen System erfassen zu können. So liefert die Geschwindigkeit der Farbentwicklung Informationen über die Dichte und/oder die katabolische Aktivität der Bakterien innerhalb des aquatischen Systems.
  • Da biofilmbauende Bakterien, insbesondere Legionella pneumophila Aminosäuren, vorzugsweise L-Serin und L-Threonin oder deren Abbauprodukt α-Ketobuttersäure bevorzugt in anaerober und mikroaerophiler Atmosphäre katabolieren, wird die biochemische Reaktion der innerhalb des aquatischen Systems enthaltenen biofilmbauenden Bakterien mit der bestimmt ausgewählten Substanz sowie dem beigegeben farbmetrischen Reagenz vorzugsweise unter Bedingungen einer anaeroben Bebrütung bei einer Temperatur im Bereich zwischen 25°C und 45°C, vorzugsweise zwischen 30°C und 40°C, insbesondere bei 37°C durchgeführt.
  • Belastbare Messresultate über die Menge, d.h. Anzahl, sowie auch Aktivität der innerhalb des aquatischen Systems vorhandenen biofilmbauenden Bakterien können bereits nach einer Reaktionszeit zwischen den Bakterien und der jeweils bakterienspezifischen Substanz von etwa 20 bis 50 Stunden, vorzugsweise nach bereits 24 Stunden, getroffen werden.
  • Neben der qualitativen sowie auch quantitativen Erfassung von Legionella pneumophila innerhalb des aquatischen Systems eignet sich das lösungsgemäße Verfahren vor allem auch zur jeweils weiteren Erfassung von Bakterien der nachfolgenden Bakteriengattungen: Pseudomona, Escherichia, Enterobacter.
  • Für den Nachweis von Bakterien der Bakteriengattung Pseudomona, so insbesondere das Bakterium Pseudomona Aerobinosa eignet sich als Substanz zur Initiierung der Bakterien-spezifischen Stoffwechselreaktion L-Arginin, L-Aspargin, Itakonsäure oder Putrescin.
  • Für den Nachweis für Bakterien der Bakteriengattung Enterobacter, so insbesondere des Bakteriums Enterobacter aerogenes eignet sich als Substanz zur Initiierung der Bakterien-spezifische Stoffwechselreaktion D-Glukosaminsäure, D-Cellobiose, β-Methyl-D-Glukosid oder D-Mannitol.
  • Für den Nachweis von Bakterien der Bakteriengattung Escherichia, so insbesondere des Bakteriums Escherichia coli, eignet sich als für die Bakterien-spezifische Stoffwechselreaktion initiierende Substanz L-Phenylalanin oder α-D-Glukose.
  • Wenigstens ein Teil, vorzugsweise alle der vorstehend genannten Substanzen, die von den genannten biofilmbauenden Bakterien katabolisiert werden, werden zum Zwecke eines möglichst allumfassenden Nachweises der in einem aquatischen System enthaltenen Biofilmbauenden Bakterien eingesetzt. Hierzu werden die betreffenden Substanzen jeweils getrennt in voneinander isolierten Kavitäten einer Mikrotiterplatte gemeinsam mit einem vorstehend erläuterten, farbmetrischen Reagenz bevorratet, in die jeweils eine Probe des die biofilmbauenden Bakterien enthaltenden aquatischen Systems eingebracht wird. Die Verwendung einer Mikrotiterplatte ermöglicht eine einfache und vor allem einheitliche Handhabung und Durchführung der biochemischen Reaktion innerhalb der einzelnen Kavitäten unter einheitlichen Reaktionsbedingungen. Die Verwendung einer an sich bekannten lichttransparenten Mikrotiterplatte ermöglicht es nach Ablauf einer bestimmten Reaktionszeit ein spektralphotometrische Vermessung sämtlicher Proben innerhalb der einzelnen, voneinander isolierten Kavitäten durchzuführen.
  • Die lösungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung eines qualitativen und quantitativen Nachweises von in einem aquatischen System enthaltenen, biofilmbauenden Bakterien mit jeweils einer Substanz und einem farbmetrischen Reagenz enthaltenden Kavitäten zeichnet sich somit durch eine lichttransparente Mikrotiterplatte aus, wobei in wenigstens zwei Kavitäten jeweils eine Substanz enthalten ist, die sich voneinander unterscheiden und die aus der Gruppe der nachfolgenden Substanzen ausgewählt sind: α-Ketobuttersäure, L-Serin, L-Threonin.
  • Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der vorstehend zum Zwecke des Nachweises von Legionella pneumophila konzipierten Mikrotiterplatte sieht für einen weiteren Nachweis des Bakteriums Pseudomona aeruginosa in wenigstens zwei weiteren Kavitäten jeweils eine Substanz vor, die sich jeweils unterscheiden und aus der Gruppe der nachfolgenden Substanzen ausgewählt sind: L-Arginin, L-Asparagin, Itakonsäure, Putrescin.
  • Alternativ oder in Kombination mit beiden vorstehend erläuterten, bevorzugten Ausführungsbeispielen, sieht ein weiteres Ausführungsbeispiel die zusätzliche Erfassung des Bakteriums Enterobacter aerogenes vor, bei dem in wenigstens zwei weiteren Kavitäten jeweils eine Substanz enthalten ist, die sich voneinander unterscheiden und die aus der Gruppe der nachfolgenden Substanzen ausgewählt sind: D-Glukosaminsäure, D-Cellobiose, β-Methyl-D-Glukosid, D-Mannitol.
  • Ein letztes bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht alternativ oder in Kombination mit den vorstehend erläuterten bevorzugten Ausführungsbeispielen zum weiteren Nachweis des Bakteriums Escherichia coli in wenigstens zwei weiteren Kavitäten jeweils unterschiedliche Substanzen vor, die aus der Gruppe der nachfolgenden Substanzen ausgewählt sind: L-Phenylalanin, α-D-Glukose.
  • In sämtlichen der vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen zur Ausbildung einer lösungsgemäßen Mikrotiterplatte ist jeweils neben den vorstehend genannten Substanzen jeweils ein farbmetrisches Reagenz in Form von Tetrazoliumviolett oder 2,3,5-Triphenyl-2H-Tetrazoliumchlorid (TTC) enthalten.
  • Eine bevorzugte Verwendung der lösungsgemäß ausgebildeten Mikrotiterplatte dient der qualitativen und quantitativen Bestimmung von in aquatischen Systemen enthaltenen Legionella pneumophila, vorzugsweise von wenigstens einem weiteren biofilmbauenden Bakterium der nachfolgenden Gruppe: Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter aerogenes, Escherichia coli.
  • Die lösungsgemäße Mikrotiterplatte sowie das damit verbundene lösungsgemäße Verfahren zum qualitativen und quantitativen Nachweis biofilmbauender Bakterien eignet sich in erster Linie zur Untersuchung von Wasser in Wasserverteilsystemen, d.h. umfassend von einschließlich der Quelle bis hin zum Endverbraucher, sowohl zur Versorgung von Mensch und Tier als auch in industriellen Anlagen, wie beispielsweise Kühltürmen etc.
  • Selbstverständlich sind auch weitere Anwendungen zur Untersuchung aquatischer Systeme hinsichtlich spezifischer Bakterienarten denkbar, so insbesondere im medizinischen, chemischen oder biochemischen Bereich, wo es gilt relevante Flüssigkeiten zu analysieren, die aquatische Systeme darstellen und jeweils ein Milieu zum Überleben von Biofilmbauenden Bakterien darstellen, Vor allem im medizinischen Bereich ist der Einsatz der lösungsgemäßen Mikrotiterplatte von großen Nutzen zum Zwecke der Untersuchung vor allem der folgenden aquatischen Systeme: Körperflüssigkeiten, vor allem Urin, Liquor, Gallenflüssigkeit, Speichel, Magensaft, Muttermilch, Vaginalsekret, Tränenflüssigkeit, Nasensekret, Ejakulat.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigt:
    • 1 schematisierte Darstellung zur Verteilung unterschiedlicher Substanzen innerhalb von Kavitäten einer Mikrotiterplatte.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit
  • 1 zeigt eine tabellarische Anordnung bestehend auf vier Spalten (1, 2, 3, 4) und acht Zeilen (A-H), in der 32 Felder unterscheidbar voneinander durch eine individuelle Spalten- und Zeilenzugehörigkeit adressierbar sind. Die tabellarische Anordnung illustriert stark schematisiert eine Mikrotiterplatte, deren Kavitäten durch die 32 Felder repräsentiert sind.
  • Ausgewählte Felder bzw. Kavitäten einer durch die tabellarische Anordnung repräsentierten Mikrotiterplatte enthalten jeweils die aus 1 entnehmbaren Substanzen, die jeweils eine Bakterien-spezifische Stoffwechselreaktion zu initiieren vermögen. Jeweils unterhalb der in den einzelnen Feldern/Kavitäten angegebenen Substanzen ist in Fettdruck der Name jenes Bakteriums angegeben, das die Substanz im aquatischen System im Wege einer Stoffwechselreaktion reduziert. Repräsentativ sei in diesem Zusammenhang die in Zeile A Spalte 2 befindliche Kavität genannt, in der zum Nachweis des Bakteriums Enterobacter aerogenes die Substanz β-Methyl-D-Glukosid enthalten ist.
  • Neben den zwölf mit unterschiedlichen Substanzen belegten Feldern/Kavitäten ist in einer Kavität, vorzugsweise in der Kavität A/1, Wasser als neutrales Puffermedium bevorratet, anhand dem im Rahmen einer photometrischen Messung ein Referenzabgleich mit einer sogenannten Null-Probe vorgenommen werden kann.
  • Gemeinsam mit den in den Kavitäten bevorratenden Substanzen befindet sich in jeder Kavität ein farbmetrisches Reagenz in Form eines Redox-Indikators, vorzugsweise Tetrazoliumviolett oder 2,3,5-Tripheny-2H-Terazoliumchlorid (TTC).
  • Die in 1 illustrierte geometrische Anordnung der einzelnen auf die unterschiedlichen Kavitäten verteilten Substanzen ist nicht einschränkend zu verstehen, selbstverständlich sind alternative räumliche Verteilungen der Substanzen in den Kavitäten einer Mikrotiterplatte weitgehend beliebig möglich. Auch können die in 1 nicht mit Substanzen befüllten Felder/Kavitäten, bspw. A/3, B/1, B/2, B/3, C/1 etc., mit weiteren oder den bereits in der Mikrotiterplatte verteilt angeordneten Substanzen aufgefüllt werden.

Claims (22)

  1. Verfahren zum qualitativen und quantitativen Nachweis von in einem aquatischen System enthaltenen, biofilmbauenden Bakterien wenigstens einer Bakteriengattung mittels biochemischer Reaktion der Bakterien mit wenigstens einer Substanz, die eine Bakterien-spezifische Stoffwechselreaktion initiiert, sowie einem von der Stoffwechselreaktion beeinflussbaren farbmetrischen Reagenz, dessen spektrometrische Eigenschaften gemessen und dem Nachweis zugrunde gelegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im aquatischen System enthaltenen Bakterien zu einer der nachfolgenden Bakterienarten zuordenbar sind: Legionella pneumophila, Pseudomona aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter aerogenes.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die biochemische Reaktion zum Nachweis der Bakterien der Bakteriengattung Legionella, insbesondere der Bakteriums Legionella pneumophila, mit wenigstens einer der nachfolgenden Substanzen durchgeführt wird: α-Ketobuttersäure, L-Serin, L-Threonin.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die biochemische Reaktion zum Nachweis der Bakterien der Bakteriengattung Pseudomonas, insbesondere des Bakteriums Pseudomonas aeruginosa, mit wenigstens einer der nachfolgenden Substanzen durchgeführt wird: L-Arginin, L-Asparagin, Itaconsäure, Putrescin.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die biochemische Reaktion zum Nachweis der Bakterien der Bakteriengattung Enterobacter, insbesondere des Bakteriums Enterobacter aerogenes, mit wenigstens einer der nachfolgenden Substanzen durchgeführt wird: D-Glucosaminsäure, D-Cellobiose, β-Methyl-D-Glukosid, D-Mannitol.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die biochemische Reaktion zum Nachweis der Bakterien der Bakteriengattung Escherichia, insbesondere des Bakteriums Escherichia coli, mit wenigstens einer der nachfolgenden Substanzen durchgeführt wird: D-Mannitol, L-Phenylalanin und α-D-Glukose.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als farbmetrische Reagenz ein Redoxindikator verwendet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Redoxindikator Tetrazoliumviolett oder 2, 3, 5-Triphenyl-2H Tetrazoliumchlorid (TTC) verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die spektrometrischen Eigenschaften des farbmetrischen Reagenz im aquatischen System im Wege einer optischen Spektrometrie erfasst werden, bei der eine dem die Bakterien wenigstens einer Bakteriengattung enthaltenden aquatischen System zuordenbare optische Extinktion gemessen wird, zum Erhalt eines absoluten Extinktionswertes und/oder einer zeitlich veränderlichen Extinktionsfunktion.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die biochemische Reaktion unter Bedingungen einer anaeroben Bebrütung bei einer Temperatur im Bereich zwischen 25°C und 45°C, vorzugsweise bei 37 °C, durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die spektrometrischen Eigenschaften des farbmetrischen Reagenz im aquatischen System nach einer Reaktionszeit der biochemischen Reaktion von 20 Stunden bis 50 Stunden, vorzugsweise nach 24Stunden, gemessen werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mikrotiterplatte mit einer Vielzahl von voneinander isolierten Kavitäten verwendet wird, in denen jeweils eine der wenigstens einen Substanz sowie das farbmetrische Reagenz bevorratet werden, und dass jeweils eine Probe des die biofilmbauenden Bakterien wenigstens einer Bakteriengattung enthaltenden aquatischen Systems in die Kavitäten der Mikrotiterplatte eingebracht wird.
  13. Mikrotiterplatte zur Durchführung eines qualitativen und quantitativen Nachweises von in einem aquatischen System enthaltenen, biofilmbauenden Bakterien mit jeweils einer Substanz und einem farbmetrischen Reagenz enthaltenden Kavitäten, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens zwei Kavitäten jeweils eine Substanz enthalten ist, die sich unterscheiden und aus der Gruppe der nachfolgenden Substanzen ausgewählt sind: α-Ketobuttersäure, L-Serin, L-Threonin.
  14. Mikrotiterplatte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens zwei weiteren Kavitäten jeweils eine Substanz enthalten ist, die sich unterscheiden und aus der Gruppe der nachfolgenden Substanzen ausgewählt sind: L-Arginin, L-Asparagin, Itaconsäure, Putrescin.
  15. Mikrotiterplatte nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens zwei weiteren Kavitäten jeweils eine Substanz enthalten ist, die sich unterscheiden und aus der Gruppe der nachfolgenden Substanzen ausgewählt sind: D-Glukosaminsäure, D-Cellobiose, β-Methyl-D-Glukosid, D-Mannitol.
  16. Mikrotiterplatte nach einem der Ansprüche 13 bis Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens zwei weiteren Kavitäten jeweils unterschiedliche Substanzen enthalten sind, die aus der Gruppe der nachfolgenden Substanzen ausgewählt sind: L-Phenylalanin und α-D-Glukose.
  17. Mikrotiterplatte nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kavitäten als farbmetrische Reagenz ein Redoxindikator in Form von Tetrazoliumviolett oder 2, 3, 5-Triphenyl-2H Tetrazoliumchlorid (TTC) enthalten ist.
  18. Verwendung der Mirkotiterplatte nach Anspruch 13 zum qualitativen und quantitativen Nachweis von in einem aquatischen System enthaltenen Legionella pneumophila.
  19. Verwendung der Mikrotiterplatte nach Anspruch 17 zum qualitativen und quantitativen Nachweis von biofilmbauenden Bakterien, von denen wenigstens eine Bakterienart der nachfolgenden Bakterienarten in einem aquatischen System enthalten sind: Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter aerogenes, Escherichia coli.
  20. Verwendung nach Anspruch 18 oder 19 zur Untersuchung von Wasser als aquatisches System, das aus Wasserverteilsystemen, industriellen Anlagen und Kühltürmen entnehmbar ist.
  21. Verwendung nach Anspruch 18 oder 19 im medizinischen, chemischen oder biochemischen Bereich zur Untersuchung von Flüssigkeiten als aquatisches System.
  22. Verwendung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass im medizinischen Bereich Körperflüssigkeiten, vor allem Urin, Liquor, Gallenflüssigkeit, Speichel, Magensaft, Muttermilch, Vaginalsekret, Tränenflüssigkeit, Nasensekret, Ejakulat, als aquatisches System untersucht werden.
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