Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Einfache Dosismessung von Gefahrstoffen

12.07.2016

Chemosensor für den Einmalgebrauch misst die Dosis und meldet sie an das Smartphone weiter

Der Nachweis eines chemischen Gefahrstoffs kann Leben retten. Amerikanische Wissenschaftler haben ein chemisches Dosimeter mit integrierter Nahfeld-Kommunikation entwickelt, das einfach von einem Smartphone ausgelesen werden kann.


Chemosensor der Gefahrstoffdosis misst und sie anschließend ans Smartphone weiterleitet

(c) Wiley-VCH

Dieses verbesserte CARD-Modell ist aus wenigen Komponenten aufgebaut, batterielos und kann von Menschen, die in Kontakt mit Gefahrstoffen kommen könnten, während des Arbeitstages getragen und anschließend entsorgt werden. Vorgestellt wird es in der Zeitschrift Angewandte Chemie.

Kern des Dosimeters ist ein chemischer Widerstand aus einwandigen Kohlenstoffnanoröhren, die durch Leitfähigkeitsänderung auf den Gefahrstoff reagieren. Die Zielsubstanz wird an den Nanoröhren zersetzt, was deren elektrischen Widerstand ändert. Je mehr Analyt vorhanden ist, desto stärker ist die gemessene Modulation des Widerstands.

Als Zielsubstanz für ihr CARD-System wählten die Autoren der Studie, Rong Zhu und Joseph M. Azzarelli aus der Arbeitsgruppe von Timothy M. Swager am Massachusetts Institute of Technology den Cholinesteraseinhibitor DCP, der mit Nervengiften verwandt ist und häufig stellvertretend für Gefahrstoffe eingesetzt wird.

In diesem sogenannten CARD-System ist dieser Chemosensor in einem gängigen Nahfeld-Kommunikations-Tag (NFC-Tag) integriert, der die Rohdaten aus dem chemischen Widerstand in Radiofrequenzresonanzen überführt. Diese Radiofrequenz wird dann von einem Smartphone in unmittelbarer Nähe abgelesen. Die große Verbesserung war es nun, wie die Wissenschaftler erklären, den chemischen Widerstand im Stromkreis etwas anders anzuordnen, um Verzerrungen bei der Messung zu vermeiden.

"Für die p-CARD wird das chemoresistive Material einfach zwischen den Anschlussdrähten des integrierten Stromkreises abgeschieden", erklären die Autoren. Diese parallele Anordnung bewirkt, dass das Messsignal kontinuierlich und verzerrungsfrei ausgegeben wird, was die Voraussetzung für eine echte quantitative Messung ist.

Die zweite signifikante Verbesserung betrifft den DCP-Nachweis durch die Kohlenstoffnanoröhren selbst. Mischt man eine ionische Flüssigkeit mit den chemoresistiven Nanoröhren, so steigert sich deren Empfindlichkeit noch einmal erheblich. Um das System auf seine Praxistauglichkeit zu prüfen, wurde die die verbesserte CARD-Marke einen fiktiven Arbeitstag unter wechselnden, geringen Mengen von DCP getestet. Wie geplant, zeigte das Smartphone beim Überschreiten einer eingestellten Schwelle "Rot" an – so, wie es ein zuverlässiges, empfindliches, aber eben auch preiswertes und einfach zu bedienendes chemisches Dosimeter es in der Praxis tun soll.

Angewandte Chemie: Presseinfo 18/2016

Autor: Timothy M. Swager, Massachusetts Institute of Technology (USA), https://swagergroup.mit.edu/

Link zum Originalbeitrag: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201604431

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Proteine zueinander finden
21.02.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

nachricht Kleine Moleküle gegen altersbedingte Erkrankungen
21.02.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

Physikerinnen und Physiker diskutieren in Bremen über aktuelle Grenzen der Physik

21.02.2017 | Veranstaltungen

Kniffe mit Wirkung in der Biotechnik

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zur Sprache gebracht: Und das intelligente Haus „hört zu“

21.02.2017 | Messenachrichten

Wie Proteine zueinander finden

21.02.2017 | Biowissenschaften Chemie