Schnellerkennung umweltschädlicher Stoffe: Dauerhafte Gewässerüberwachung per Handy

An Bächen und Flüssen sollen Biohybrid-Sensorchips dauerhaft installiert werden, um permanent die Konzentration von Giftstoffen im Wasser zu messen und die Ergebnisse über ein handelsübliches Mobiltelefon an einen Internetserver zu übermitteln.

Insbesondere in Gewässern, in die regelmäßig Abwässer eingeleitet werden, kann die Schnellerkennung dazu beitragen, Umweltsünder zu erfassen, den Abwasserzulauf zu sperren und damit Umweltschäden auf ein Minimum zu begrenzen.

Über eine kleine Pumpe wird im Abstand weniger Minuten Wasser entnommen und einem mit Mikroorganismen, etwa Algen, bestückten Sensorchip zugeführt.

Die Untersuchung geeigneter Algen erfolgte in wissenschaftlicher Kooperation mit der Limnologischen Station der TUM in Iffeldorf. Der Stoffwechsel der Algen wird durch bioelektronische Sensoren erfasst und verändert sich je nach Konzentration unweltschädlicher Stoffe im Wasser. So kann eine nachgeschaltete Elektronik der Messanlage die Änderung der Wasserqualität registrieren, sammeln und via Bluetooth-Konnektivität per Mobiltelefon drahtlos an einen zentralen Server weiterleiten. Werden bestimmte Werte überschritten, wird Alarm ausgelöst.

Die Umweltpreis-Jury lobte die Idee, die Technik „Intelligent Mobile Lab“ (mobile Analytik mittels Einkanal-Messgerät auf Mikrosensorarray-Basis mit biohybriden Bauelementen) zur permanenten Überwachung von Gewässern einzusetzen. Besonders gefallen hat dabei, dass die vorhandenen Mobilfunknetze zur Datenübertragung genutzt werden: So kann mit relativ geringem technischem Aufwand ein erheblicher Beitrag zum Erhalt sauberer Gewässer geleistet werden.

Die Messgeräte werden durch Akkus betrieben und mit Solarzellen aufgeladen. Das bedeutet, dass sie prinzipiell überall dort eingesetzt werden können, wo ein Mobilfunknetz verfügbar ist. Sind die Biohybrid-Sensorchips einmal installiert, kann innerhalb weniger Minuten die Veränderung der Wasserqualität online und in Realzeit mitverfolgt werden.

Bisherige Ergebnisse zeigen, dass das Messsystem effektiv eingesetzt werden kann, um die Trinkwasserqualität zu überwachen oder Frühwarnsysteme zu etablieren. Eine äußerst kurze Ansprechzeit auf die bisher getesteten Schadstoffe sowie die hohe Sensitivität der Algen auf bereits geringe Schadstoffkonzentrationen gehören zu den Vorzügen des Systems.

In dem aktuellen Forschungsprojekt verwendet der Heinz-Nixdorf-Lehrstuhl für Medizinische Elektronik der TUM die Zellkulturen auf Sensorchips zum Gewässerschutz. Darüber hinaus lässt sich mit diesem Verfahren zur Onlineerfassung metabolischer und morphologischer Parameter von Zellen aber noch mehr analysieren: Die Anwendungsbreite reicht vom Gewässermonitoring über allgemeine Toxikologie bis zur individualisierten Chemo-Sensitivitätstestung.

Kontakt:
Dr.-Ing. Helmut Grothe
Heinz Nixdorf-Lehrstuhl für Medizinische Elektronik der TU München
Tel. (089) 289-22949
E-Mail: grothe@tum.de

Media Contact

Dr. Ulrich Marsch idw

Weitere Informationen:

http://www.tu-muenchen.de/

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Neuroprothese aktiviert neue Verbindungen im Gehirn nach Schlaganfall

In der modernen Neuroprothetik wird erforscht, wie Menschen mit Lähmungen verloren gegangene Funktionen durch technologische Hilfsmittel wiedererlangen können. Hierbei versuchen die Patientinnen und Patienten die gelähmten Gliedmaßen zu bewegen –…

Ähnlichkeit von Hepatozyten aus Leber und aus Stammzellen verbessert

Die Forschung mit Stammzellen wird immer wichtiger, denn Stammzellen können sich in jede beliebige Körperzelle entwickeln – in Haut-, Nerven- oder Organzellen wie Leberzellen, die sogenannten Hepatozyten. Stammzellen können daher…

Hinweisschild für Abwehrzellen

Internationale Studie klärt Zusammenhänge der adaptiven Immunantwort auf. Wie erkennen T-Killerzellen von Viren befallene Körperzellen? Körperfremde Bestandteile werden als Antigene auf der Zelloberfläche wie eine Art Hinweisschild präsentiert. Die Langzeitstabilität…

Partner & Förderer