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Untersuchung der Auswirkung verschiedener Umwelteinflüsse auf Mikroorganismen mittels ortsaufgelöster Raman-Spektroskopie

Münchberg, Ute - Friedrich-Schiller-Universität Jena (2015)


In der vorliegenden Arbeit werden die Einflüsse von zwei verschiedenen Umweltfaktoren auf Bakterien oder Pilze mittels ortsaufgelöster Raman-Spektroskopie untersucht. Im ersten Teil wird der Einfluss antibiotischer Behandlung von Bakterien auf deren Raman-spektroskopische Identifizierbarkeit analysiert. Dazu wurden je zwei Vertreter der Gattungen Pseudomonas und Escherichia sowohl ohne als auch mit vier unterschiedlichen Antibiotika behandelt.

Unter Verwendung linearer Diskriminanz-Modelle lassen sich für unabhängige Proben trotz Behandlung mit unterschiedlichen Antibiotika bis zu 97% der Bakterien anhand ihrer Raman-Spektren korrekt identifizieren. Ein Einfluss der Antibiotika-Konzentration ist dabei nicht zu beobachten. Im zweiten Teil der Arbeit werden olaginöse Pilze der Gattung Mortierella unter verschiedenen Bedingungen kultiviert, die dabei gebildeten Lipid-Tropfen Raman-spektroskopisch analysiert und anhand der Spektren der Sättigungsgrad der Lipide bestimmt. Die ortsaufgelöste Analyse der Lipidtropfen in intakten Hyphen zeigt, dass der Sättigungsgrad in weiten Teilen des Myzels gleich ist. Lediglich in einem Bereich von etwa 600 µm hinter der Hyphenspitze wird eine hohe Variabilität des Sättigungsgrades beobachtet. Andere morphologische Strukturen wie Verzweigungspunkte oder Anastomosen haben dagegen keinen Einfluss. Für sechs Spezies wurde der Sättigungsgrad quantitativ bestimmt und die Ergebnisse anhand von Gaschromatographie-Messungen validiert. Beide Methoden liefern auch für verschiedene Wachstumsbedingungen jeweils vergleichbare Werte. Es zeigte sich, dass die Spezies auf Glyerin-Medium Lipide mit größerem Anteil an ungesättigten Fettsäuren produzieren als auf Glukose-Medium. Somit wird in dieser Arbeit gezeigt, dass die ortsaufgelöste Raman-Spektroskopie geeignet ist, um die Auswirkungen verschiedener Umwelteinflüsse auf Mikroorganismen qualitativ und quantitativ zu untersuchen.


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