DE10209245B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Detektion von Mikroorganismen - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Detektion von Mikroorganismen Download PDF

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Abstract

Mikromechanische Anordnung zur Detektion biologischer Aktivität von Mikroorganismen mit mindestens einem mikromechanischen Cantilever und einer Anordnung zur Bestimmung geänderter Cantilever-Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, dass
• auf mindestens einer Oberfläche des Cantilevers ein Nährmedium angeordnet ist und/oder ein Cantilever oder eine Oberfläche eines Cantilevers zumindest teilweise aus einem Nährmedium besteht.

Description

  • Die nachfolgend beschriebene Erfindung liegt auf dem Gebiet der raschen Detektion von Mikroorganismen, d.h. von Bakterien, Pilzen, Zellen und anderen Organismen mittels Verfahren und Vorrichtungen aus der Nanotechnologie. Solche Organismen, die mittels bekannter Techniken mehr oder minder schwer und zeitaufwendig nachweisbar sind, werden erfindungsgemäss detektiert mit mikromechanischen Sensoren, wie sie heute bereits für eine Vielzahl von Anwendungen physikalischer und chemischer Natur eingesetzt werden, beispielsweise auf dem Gebiet der Oberflächenuntersuchung, als chemische Sensoren oder auf dem Gebiet der Gasdetektion als "künstliche Nase".
  • Einleitung und Stand der Technik
  • Für die oben erwähnten, bekannten Anwendungen dienen heute meist mikromechanisch hergestellte Federbalken, sog. Cantilever, die üblicherweise einseitig eingespannt sind und deren minimale Auslenkung oder Änderung des Schwingungsverhaltens als Indikator für die zu messende Grösse ermittelt wird.
  • Prinzipiell dient also eine mechanische Änderung des Zustands oder Verhaltens des Cantilevers zur Detektion. Die hohe Sensitivität von einseitig eingespannten mikromechanischen Cantilevern ist ein besonderer Vorteil, der nur schwer oder überhaupt nicht mit anderen Methoden erreichbar ist. Es ist beispielsweise bekannt, einen solchen Cantilever als bimorphe Struktur auszubilden und die durch Wärmeeinfluss hervorgerufene minimale asymmetrische Verbiegung, z.B. durch chemische Prozesse an der Oberfläche oder Wärmeentwicklung, zu detektieren. Eine andere Möglichkeit besteht darin, geringste Veränderungen der Eigenfrequenz eines solchen Federbalkens, bedingt z.B. durch eine Änderung der Masse an seiner Oberfläche, zur Detektion zu nutzen.
  • Bisher werden solche Sensoren in erster Linie funktionalisiert, indem die Oberfläche des Cantilevers mit einer chemischen Beschichtung, z.B. mit geeigneten Polymeren, versehen wird, die mehr oder weniger selektiv bestimmte Moleküle bindet. Die durch diese Bindung verursachten Effekte, also beispielsweise Oberflächen-Stress, Reaktionswärme oder eine Massenänderung, resultieren dann in einem messbaren Signal. Im Prinzip macht man sich also Bindungsvorgänge an einer chemisch funktionalisierten Oberfläche zunutze.
  • Auch die Anwendung solcher Techniken im biologischen Bereich wurde bereits vorgeschlagen, wie an Hand der folgenden Literaturstellen beispielsweise illustriert werden soll:
    Zum Beipiel erwähnen S. Prescesky et al. in "Silicon micromachining technology for sub-nanogram discrete mass resonant biosensors", Can. J. Phys. Vol. 70 (1992), pp. 1178-1183, die Verwendung von Cantilevern als Biosensoren, wobei dies die wahrscheinlich früheste Erwähnung darstellt. Die Idee, Zellen auf dem Lever wachsen zu lassen, findet sich in dieser Veröffentlichung, allerdings ist das Konzept des Nährmediums nicht erwähnt und es wird lediglich die Massenzunahme über die Resonanzfrequenz ermittelt, d.h. es wird nicht im statischen Modus gemessen.
  • Die internationale Patentanmeldung WO 95/02180 (1993) "Calorimetric Sensor" von Ch. Gerber et al. (IBM) stellt wohl das früheste Schutzrecht für Sensoren auf der Basis mikromechanischer Cantilever.
  • In der internationalen Patentanmeldung WO 98/50773 (1997) beschreiben D. Charych et al. die Detektion von (Bio-)Molekülen nach dem „Schlüssel-Schloss- Prinzip", d.h. über auf dem Cantilever immobilisierte, spezifische Bindungsparter des zu detektierenden Moleküls.
  • In ähnlicher Weise beschreiben T. Thundat et al. in der internationalen Patentanmeldung WO 00/58729 (1999) "Micromechanical Antibody Sensors" die Detektion von Molekülen über Antigen-Antikörper-Wechselwirkungen.
  • Die Detektion von einzelnen Bakterien über eine Antigen-Antikörper-Wechselwirkung beschreiben beispielsweise B. Ilic et al. in "Single cell detection with micromechanical oscillators", J. of Vacuum Science & Technology B, Vol. 19 (2001), pp. 2825-2828.
  • Anwendungen im biologischen Bereich basieren heute auf hochspezifischen Bindungen, z.B. Antigen-Antikörper-Wechselwirkungen oder Bindung zwischen komplementären DNA-Strängen. Diese Detektionsmethode erweist sich jedoch in mehrfacher Hinsicht als wesentlicher Nachteil.
  • Die bekannten Anordnungen und Verfahren erfordern nämlich einerseits eine hinreichend genaue Kenntnis des zu detektierenden Organismus sowie eine relativ komplexe Präparation der reaktiven Oberfläche. Auch können derartige Messungen allgemein nur in Flüssigkeiten erfolgen. Zudem können direkt weder Aussagen über die biologische Aktivität, z.B. die Vermehrungsrate, oder die Wirksamkeit von Medikamenten, z.B. Antibiotika, gewonnen werden.
  • Auf der anderen Seite erfordern "klassische" Methoden der Mikrobiologie oft lange Wartezeiten, die sich z.B. in der Notfallmedizin oder Intensivpflege als gravierendes Problem erweisen.
  • Eine entfernt verwandte Methode wird von Ebersole et. al in DE 690 03 535 beschrieben. Hier wird die Aktivität von Mikroorganismen mittels eines piezoelektrischen Osziallators – also nicht mit einem mikromechanischen Cantilever – bestimmt. Der Nachweis erfolgt dabei indirekt über ein Polymer, welches mit den vom Mikroorganismus produzierten Metaboliten reagiert und einen Komplex bildet, der sich an der goldbeschichteten Oszillator-Oberfläche ablagert und zur Abnahme der Schwingungsfrequenz führt. Für eine messbare Verschiebung der Resonanzfrequenz werden mindestens 103 bis 104 Mikroorganismen nötig. Diese Methode ist zwar in der Lage den Einfluss verschiedener Umgebungsbedingungen auf das Wachstum von z.B. Bakterien zu bestimmen, jedoch muss der untersuchte Bakterienstamm erst über einen substanziellen Zeitraum wachsen, bis ein messbares Signal erzielt werden kann. Dies lässt die Methode wenig geeignet für Anwendungen bei medizinischen Notfällen oder auf der Intensivstation erscheinen.
    •
  • Die Erfindung
  • An dieser Stelle setzt die Erfindung ein. Das neue Verfahren macht sich einerseits die hohe Empfindlichkeit mikromechanischer Sensoren und damit die schnelle Detektionsmöglichkeit zunutze, benutzt aber andererseits im Gegensatz zum Stand der Technik nicht die Bindungsvorgänge an einer chemisch funktionalisierten Oberfläche, sondern weist einen an der Oberfläche ablaufenden biologischen Prozess nach.
  • Dazu wird ein auf dem Cantilever angebrachtes Nährmedium benutzt, das vorzugsweise auf den zu untersuchenden Mikroorganismus abgestimmt ist. Es dient also nicht die eine chemische Reaktion nutzende, "chemische" Beschichtung des Federbalkens zur Detektion, sondern sozusagen eine "biologische" Beschichtung. Treffen nun lebende Mikroorganismen die Oberfläche des erfindungsgemässen Cantilevers, so wird ihnen eine vorteilhafte Umgebung und damit die Möglichkeit zur schnellen Reproduktion geboten. Durch diesen natürlichen Vermehrungsprozess und den damit einhergehenden Stoffwechsel ergeben sich zwei wesentliche Änderungen an der Oberfläche des Federbalkens:
    • • Zum einen wird die aufgebrachte Nährschicht chemisch verändert, wodurch sich die Oberflächeneigenschaften ändern. Dies kann zu einer Verbiegung oder Auslenkung des Federbalkens führen, die in an sich bekannter Weise bestimmt werden kann.
    • •Zum anderen ändert sich durch den Stoffwechsel und den Austausch mit der Umgebung die auf dem Federbalken liegende, ggf. bewegte Masse. Diese Massenänderung führt wiederum zu einer Veränderung der Cantilever-Resonanzfrequenz, die in ebenfalls bekannter Weise bestimmt werden kann.
  • Allgemein ausgedrückt, betrifft die Erfindung also eine mikromechanische Anordnung und ein entsprechendes Verfahren zur Detektion biologischer Aktivität von Mikroorganismen, insbesondere deren Stoffwechsels, mit mindestens einem Cantilever und einer Anordnung zur Bestimmung geänderter Cantilever-Eigenschaften. Charakteristisch ist, dass auf dem Cantilever ein Nährmedium angeordnet ist oder der Cantilever oder eine seiner Oberflächen zumindest teilweise aus einem Nährmedium besteht. Insbesondere im letzteren Fall kann der Cantilever auch als leicht auswechselbares Bauteil einer Anordnung ausgebildet sein, der nach Gebrauch ausgewechselt und ggf. vernichtet wird. Dies könnte insbesondere bei gefährlichen Mikroorganismen, z.B. Bakterien oder Pilzen hochansteckender Krankheiten, eine Sicherheitsmassnahme darstellen.
  • Neben der Ausprägung des Cantilevers als einseitig eingespannte Blattfeder kommen zahlreiche andere Geometrien für den mikromechanischen Sensor in Frage. Diese reichen etwa von einer beidseitig eingespannten, Blattfederähnlichen Struktur bis hin zu komplexeren Geometrien wie beispielsweise derjenigen einer mikromechanischen Torsionsfeder.
  • Eine Ausgestaltung besteht darin, dass eine Vorrichtung vorgesehen ist, mittels der der Mikroorganismus auf das Nährmedium vorzugsweise gezielt und dosiert aufgebracht werden kann.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die nach oder infolge des aufgebrachten Mikroorganismus geänderten Cantilever-Eigenschaften bestimmt werden, indem die Auslenkung/Verbiegung und/oder die Massenänderung des Cantilevers ermittelt werden, und dass dafür eine zweckbestimmte Vorrichtung vorgesehen ist. Dabei kann beispielsweise die Massenänderung des Cantilevers durch Ermitteln seiner Resonanzfrequenz-Verschiebung in an sich bekannter Weise bestimmt werden.
  • Die Detektion der Änderungen erfolgen beispielsweise optisch, z.B. mittels Ablenkung eines Laserstrahls oder interferometrisch, oder mittels eines vom Cantilever erzeugten elektrischen Signals, z.B. bei Verwendung eines piezoresistiven Cantilevers.
  • Zweckmässigerweise wird das Nährmedium auf den zu untersuchenden Mikroorganismus abgestimmt.
  • Eine weitere zweckmässige Ausgestaltung besteht darin, den Zeitfaktor, der ja alle biologischen Vorgänge begleitet, in Betracht zu ziehen. Dies geschieht, indem die geänderten Cantilever-Eigenschaften nach einer festgelegten Zeitspanne, die auf den zu untersuchenden Mikroorganismus abgestimmt sein kann, ermittelt werden, d.h. die Messeinrichtung erst zu einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Zeitpunkten nach Aufbringen des Mikroorganismus aktiviert wird. Eine andere zweckmässige Möglichkeit besteht darin, gezielt den zeitlichen Verlauf der Änderung der Cantilever-Eigenschaften aufzuzeichnen und so den zeitlichen Ablauf des biologischen Prozesses genau zu verfolgen.
  • Eine besondere Ausgestaltung besteht in der Anordnung mehrerer Cantilever in einem Gerät, wobei die Cantilever mit unterschiedlichen Nährmedien beschichtet sein können oder teilweise daraus bestehen und der zu untersuchende Mikroorganismus auf mehrere Cantilever aufgebracht wird. Zweckmässig wird diese Mehrfach-Anordnung dann derart weiter ausgebildet, dass man die Vorrichtung zum Ermitteln der geänderten Cantilever-Eigenschaften ebenfalls mehrfach anordnet oder letztere jedenfalls so ausbildet, dass sie für jeden Cantilever separat aktivierbar ist. Damit können dann nach vorherbestimmten Zeiten, insbesondere zu einem oder mehreren auf den zu untersuchenden Mikroorganismus abgestimmten Zeitpunkten, die geänderten Cantilever-Eigenschaften bestimmt werden und damit der Nachweis des oder der Mikroorganismen geführt werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung können die Nährmedien auf den verschiedenen Cantilevern vor oder nach dem Aufbringen der Mikroorganismen mit unterschiedlichen Wirkstoffen in Kontakt gebracht werden bzw. damit versetzt sein. Aus der detektierten Veränderung der Cantilever-Eigenschaften kann auf diese Weise der Effekt bestimmter Wirkstoffe auf bestimmte Mikroorganismen rasch und zuverlässig bestimmt werden. Dies wäre beispielsweise für einen schnellen Wirksamkeitstest von Medikamenten einsetzbar, z.B. bei Antibiotikaresistenten Keimen.
  • Weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung und des Verfahrens gemäss der Erfindung können den Patentansprüchen entnommen werden.
    •
  • Ausführungsbeispiele und Zeichnungen
  • Nachfolgend soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Auf den Zeichnungen zeigen:
  • 1a und 1b einen Cantilever gemäss der Erfindung;
  • 2a und 2b eine Anordnung mehrerer Cantilever;
  • 3 ein Blockschaltbild mit den verschiedenen Teilen einer erfindungsgemässen Anordnung;
  • 4 eine Anordnung mit mehreren Cantilevern;
  • 5 eine schematische Messkurve des aus der Vermehrung von Bakterien auf dem Cantilever resultierenden Signalverlaufs.
  • Die 1a und 1b zeigen beispielhaft einen Cantilever zu zwei verschiedenen Zeitpunkten. 1a stellt ihn mit den aufgebrachten Mikroorganismen unmittelbar nach dem Aufbringen, also praktisch zum Zeitpunkt Null, dar. Demge genüber zeigt 1b den Cantilever, nachdem eine "biologische Reaktion" stattgefunden hat, d.h. die Mikroorganismen sich vermehrt haben.
  • In 2a und b ist eine mögliche Anordnung mehrerer Cantilever dargestellt, die ein auswechselbares Array bilden. 2a zeigt einen Array von mit unterschiedlichen Nährmedien beschichteten Cantilevern zum Zeitpunkt 0, d.h. unmittelbar vor Aufbringen des Mikroorganismus. Nach einer gewissen Zeit weisen die verschieden beschichteten Cantilever – abhängig z.B. von der Beschaffenheit der Nährmedien, von ihrer Behandlung mit einem Wirksfoff oder vom aufgebrachten Mikroorganismus – unterschiedliche Auslenkungen auf. Dies ist in 2b dargestellt. So kann z.B. eine Aussage über die Art des Mikroorganismus gemacht oder die Wirksamkeit von Wirkstoffen gegen (oder für) den Mikroorganismus überprüft werden. Die gebogene Haltefeder stellt eine Möglichkeit dar, auswechselbare Cantilever-Arrays zu fixieren.
  • 3 zeigt ein Blockschaltbild mit den verschiedenen Teilen einer erfindungsgemässen Anordnung. Der Cantilever bzw. der Array von Cantilevern – in der Figur zusätzlich mit einer symbolischen Andeutung eines Mechanismus zum Aufbringen der Mikroorganismen dargestellt – liefert elektrische Signale, welche die momentane Auslenkung des bzw. der Cantilever messen. Dieses Signal wird direkt einem Frequenzdetektor zugeführt, welcher einerseits aufbereitete Daten (aktuelle Schwingungsfrequenz des Cantilevers) einem PC zur Visualisierung und weiteren Verarbeitung zuführt und andererseits, sofern gewünscht und/oder notwendig, ein Signal erzeugt, welches den Cantilever antreibt.
  • Das durch einen Tiefpass gefilterte Ausgangssignal kann zur Detektion der statischen Auslenkung benutzt und ebenfalls einem PC zur Visualisierung und weiteren Verarbeitung zugeführt werden.
  • In 4 ist eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung mit mehreren Cantilevern dargestellt. Als Beispiel für die Detektion von Auslenkung und Resonanzfrequenz dient eine Anordnung von acht Cantilevern, welche mit acht Lichtquellen nacheinander bestrahlt werden. Die Ablenkung des Lichtstrahls wird über einen positionssensitiven Photodetektor (PSD) bestimmt, elektronisch verstärkt und den elektronischen Schaltungen zur Bestimmung der Frequenz und der statischen Auslenkung (Nullpunktsposition der Schwingung) zugeführt. Mittels eines Computers können die so gewonnenen Daten ausgewertet und visualisiert werden. Neben der dargestellten optischen Auslesemethode, sog. beam deflection method, sind andere optische oder elektronische Ausleseverfahren denkbar. Beispielsweise stellen interferometrische oder piezoelektrische Signaldetektion bekannte Alternativen dar.
  • 5 schliesslich zeigt eine schematische Messkurve, welche den aus der Vermehrung von Bakterien auf dem Cantilever resultierenden Signalverlauf wiedergibt, nämlich die Resonanzfrequenzverschiebung Δf und/oder die statische Deflektion Δs. Nach einer allfälligen Lag-Phase (I), in welcher sich der Mikroorganismus an die neue Umgebung gewöhnt und in welcher erst eine langsame Vermehrung und damit ein geringer Einfluss auf die gemessenen Signale vorliegt, folgt die Log-Phase (II), in welcher exponentielle Vermehrung vorliegt. Durch die Massenzunahme nimmt die Resonanzfrequenz f des Cantilevers ab, während gleichzeitig seine Deflektion (Nullpunktsverschiebung) zunimmt. Wird in der stationären Phase (III) Sättigung erreicht, treten auch keine Änderungen der gemessenen Signale mehr auf.
  • Die Implementierung der beschriebenen Mess-Funktionen bereitet der mit dem Fachgebiet vertrauten Person keine Schwierigkeiten; für viele Teilfunktionen ist kommerzielle Software verfügbar oder, soweit dies nicht der Fall ist, kann solche Software ohne Schwierigkeiten erstellt werden.

Claims (24)

  1. Mikromechanische Anordnung zur Detektion biologischer Aktivität von Mikroorganismen mit mindestens einem mikromechanischen Cantilever und einer Anordnung zur Bestimmung geänderter Cantilever-Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, dass • auf mindestens einer Oberfläche des Cantilevers ein Nährmedium angeordnet ist und/oder ein Cantilever oder eine Oberfläche eines Cantilevers zumindest teilweise aus einem Nährmedium besteht.
  2. Mikromechanische Anordnung nach Anspruch 1, wobei die zu detektierende biologische Aktivität der Stoffwechsel von Mikroorganismen ist.
  3. Mikromechanische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass • eine Vorrichtung zum Aufbringen des Mikroorganismus auf das Nährmedium vorgesehen ist.
  4. Mikromechanische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass • die Vorrichtung zum Ermitteln der nach oder infolge des aufgebrachten Mikroorganismus geänderten Cantilever-Eigenschaften die Auslenkung oder Verbiegung und/oder die Massenänderung des Cantilevers bestimmt.
  5. Mikromechanische Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass • die Massenänderung des Cantilevers durch Ermitteln der Resonanzfrequenz-Verschiebung des Cantilevers bestimmt wird.
  6. Mikromechanische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass • die Vorrichtung zum Ermitteln der Cantilever-Eigenschaften die Änderung der elektrischen Eigenschaften bestimmt, insbesondere die Änderung des Widerstands oder der Dielektrizitätskonstante des Cantilevers oder des Nährmediums auf dem Cantilever.
  7. Mikromechanische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass • die Vorrichtung zum Aufbringen eines Mikroorganismus eine Dosiereinrichtung umfasst, mit der eine vorbestimmte Menge des zu untersuchenden Mikroorganismus insbesondere gezielt auf das Nährmedium aufgebracht werden kann.
  8. Mikromechanische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass • das Nährmedium auf den zu untersuchenden Mikroorganismus abgestimmt ist und gegebenenfalls Wirkstoffe, insbesondere Medikamente für den zu untersuchenden Mikroorganismus, enthält.
  9. Mikromechanische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass • eine Zeitmesseinrichtung vorgesehen ist, die nach einer vorbestimmten, insbesondere auf den zu untersuchenden Mikroorganismus abgestimmten Zeit, die Vorrichtung zum Ermitteln der nach oder infolge des aufgebrachten Mikroorganismus geänderten Cantilever-Eigenschaften aktiviert, wobei diese Aktivierung auch mehrfach erfolgen kann.
  10. Mikromechanische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiterhin dadurch gekennzeichnet, • dass die Vorrichtung zum Ermitteln der nach oder infolge des aufgebrachten Mikroorganismus geänderten Cantilever-Eigenschaften beim oder nach dem Aufbringen des Mikroorganismus kontinuierlich aktiviert ist, so dass ein kontinuierlicher Verlauf der Änderung der Cantilever-Eigenschaften ermittelt werden kann.
  11. Mikromechanische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, • dass mehrere Cantilever vorgesehen sind, die mit unterschiedlichen Nährmedien und/oder Wirkstoffen beschichtet sind oder teilweise daraus bestehen und • dass der zu untersuchende Mikroorganismus auf mehrere Cantilever aufgebracht wird.
  12. Mikromechanische Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass • die Vorrichtung zum Ermitteln der geänderten Cantilever-Eigenschaften mehrfach angeordnet und/oder so ausgebildet ist, dass sie für jeden Cantilever separat aktivierbar ist.
  13. Verfahren zur Detektion biologischer Aktivität von Mikroorganismen mittels einer mikromechanischen Anordnung mit mindestens einem Cantilever und einer Anordnung zur Bestimmung geänderter Cantilever-Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, • dass der zu untersuchende Mikroorganismus auf ein Nährmedium aufgebracht wird, welches sich auf dem Cantilever befindet oder aus dem der Cantilever zumindest teilweise besteht, • dass der Mikroorganismus mit dem Nährmedium wechselwirkt und • dass daraufhin die geänderten Cantilever-Eigenschaften bestimmt werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die zu detektierende biologische Aktivität der Stoffwechsel von Mikroorganismen ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, weiterhin dadurch gekennzeichnet, • dass der Mikroorganismus gezielt und dosiert auf das Nährmedium aufgebracht wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, • dass die Änderung der Cantilever-Eigenschaften nach oder infolge des aufgebrachten Mikroorganismus aus der Auslenkung oder Verbiegung und/oder der Massenänderung des Cantilevers bestimmt werden.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, • dass die Massenänderung des Cantilevers durch Ermitteln seiner Resonanzfrequenz-Verschiebung bestimmt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, • dass die Änderung der Cantilever-Eigenschaften nach oder infolge des aufgebrachten Mikroorganismus aus der Änderung der elektrischen Cantilever-Eigenschaften bestimmt wird, insbesondere die Änderung des Widerstands oder der Dielektrizitätskonstante des Cantilevers oder des Nährmediums auf dem Cantilever.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, • dass das Nährmedium auf den zu untersuchenden Mikroorganismus abgestimmt ist.
  20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass • nach vorherbestimmter Zeit, insbesondere zu einem oder mehreren auf den zu untersuchenden Mikroorganismus abgestimmten Zeitpunkten, die geänderten Cantilever-Eigenschaften bestimmt werden.
  21. Verfahren nach einem der Verfahrensansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass • die nach oder infolge des aufgebrachten Mikroorganismus geänderten Cantilever-Eigenschaften beim oder nach dem Aufbringen des Mikroorganismus kontinuierlich aktiviert sind, so dass ein kontinuierlicher Verlauf der Änderung der Cantilever-Eigenschaften ermittelbar ist.
  22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche in einer mikromechanischen Anordnung mit mehreren Cantilevern, dadurch gekennzeichnet, • dass die Cantilever mit unterschiedlichen Nährmedien beschichtet sind oder zumindest teilweise daraus bestehen und • dass der zu untersuchende Mikroorganismus auf mehrere Cantilever aufgebracht wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, • dass die geänderten Cantilever-Eigenschaften für jeden Cantilever einzeln bestimmt werden.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, • dass die geänderten Cantilever-Eigenschaften für jeden Cantilever zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt nach Aufbringen des zu untersuchenden Mikroorgansimus bestimmt werden.
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