Bisceps

Waarom dit project? 

In productieprocessen kunnen biofilms — oppervlakte geassocieerde microbiële gemeenschappen — leiden tot herhaaldelijke contaminatie en kwaliteitsverlies van voedingsproducten. Deze biofilms ontstaan vaak op moeilijk bereikbare plaatsen, waar zich een slijmlaag van bacteriën vormt die resistent is tegen reiniging en desinfectie. Dit brengt op zijn beurt de productkwaliteit in gevaar.

Omdat bestaande detectietechnieken vaak weinig informatief, tijdsintensief of enkel bruikbaar op makkelijk toegankelijke oppervlakken zijn, was er nood aan een methode om biofilms real time en in situ te detecteren en te karakteriseren.

In het project werd daarom een sensortechnologie ontwikkeld op basis van complexe weerstand (impedantie) metingen via micro-elektrodearrays. Deze technologie bleek veel potentieel te hebben, omdat biofilms hiermee niet alleen gedetecteerd maar ook gekarakteriseerd konden worden. Bovendien toonde het project aan dat micro-elektroden een kostenefficiënte integratie in diverse toepassingen mogelijk maken.

Onderzoeksaanpak en resultaten

Bisceps was een collectief onderzoeksproject (type SBO) met als doel voedingsbedrijven, machinebouwers en reinigings- en desinfectiebedrijven te demonstreren dat snelle detectie van biofilms via impedantiemetingen mogelijk is. Dit werd gerealiseerd door:

• Het identificeren van correlaties tussen biofilmstructuren en specifieke impedantiepatronen.
• Het bepalen van impedantie gebaseerde classifiers om antimicrobiële tolerantie te voorspellen.
• De integratie van micro-elektrodearrays in sensorsystemen die compatibel zijn met industriële toepassingen.
• De ontwikkeling van een proof of concept voor het gebruik van impedantiesensoren op medische implantaten en binnen (voedsel)productiesystemen.
• Het verwerven van inzichten in het generieke potentieel van impedantiesensoren voor biofilmmonitoring in diverse sectoren.

Het project heeft zo nieuwe wetenschappelijke inzichten opgeleverd en een solide basis gelegd voor verdere technologische ontwikkeling en industriële implementatie.

Doelgroep

Biofilms kunnen ontstaan op uiteenlopende materialen en oppervlakken, waardoor de sensortechnologie relevant is voor meerdere industriële sectoren. De primaire doelgroep van het project bestond uit voedingsbedrijven, machinebouwers en reinigings‑ en desinfectiebedrijven.

Door het project werden nieuwe kennis en bewijzen geleverd voor in situ gebruik van de sensortechnologie in de voedingsindustrie, en werd de compatibiliteit met antimicrobiële strategieën en kwaliteitscontroles geëvalueerd.

Projectpartners 

Het Bisceps project werd uitgevoerd door zes verschillende onderzoeksgroepen:  

• KU Leuven, Centrum voor Microbiële en Plant Genetica (CMPG) - Prof. Dr. Ir. Hans Steenackers 
• imec Leuven, Life Science Department - Dr. Dries Braeken 
• imec Gent, CMST - Prof. Dr. Maaike Op de Beeck 
• UGent, Research Unit Knowledge-Based Systems (KERMIT) - Prof. Dr. Bernard De Baets 
• UZ Leuven, Departement Trauma-chirurgie - Prof. Dr. Willem Jan Metsemakers 
• KU Leuven campus Gent, Laboratorium voor Enzyme-, Fermentatie- en Brouwtechnoligie (EFTB) - Dr. Alex Verplaetse