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Automatisierte Messgeräte für die Wasseranalytik
Hintergrund
In den letzten Jahren wurden im Wasserkreislauf vermehrt Arzneimittelrückstände und hormonell wirksame Substanzen nachgewiesen. Die gefundenen Konzentrationen lagen in Oberflächengewässern im unteren ng/l‑Bereich bis zu wenigen 100 ng/l. Eine bundesweite repräsentative Gewässeruntersuchung der Bund/Länder‑Arbeitsgemeinschaft Chemikaliensicherheit (BLAC) zeigte, dass diese Substanzen in den Jahren 2001/2002, außer in wirklich naturnahen Quellgebieten, in sämtlichen Fließgewässern Deutschlands anzutreffen waren. Für einige dieser Wirkstoffe reichen bereits Konzentrationen ab 0,1 ng/l aus, um Schädigungen bei Lebewesen in aquatischer Umgebung zu verursachen, wie z.B. die Verweiblichung bei männlichen Fischen. Daneben kann es zu unerwünschter Resistenzbildung bei Bakterien kommen. Eine Überwachung dieser Substanzen in Gewässern ist daher von besonderem Interesse.
Verfahren
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Automatisierung von Immunoassays
Ein Analysenverfahren, welches für ein Monitoring-Programm eingesetzt werden soll, muss vor allem folgende Voraussetzungen erfüllen: hohe Sensitivität, valide Bestimmung in unterschiedlichen Wässern und geringe Kosten pro Probe. Zwar stehen verschiedene empfindliche Methoden basierend auf GC‑MS(/MS) und LC‑MS(/MS) bereits zur Verfügung, allerdings sind die Kosten dafür sehr hoch. Immunoassays nach dem ELISA‑Prinzip (Enzyme‑linked Immunosorbent Assay) bilden eine interessante Alternative, da sie geringe Nachweisgrenzen ermöglichen, gleichzeitig aber auch sehr kosteneffizient eingesetzt werden können. Abhängig von der untersuchten Matrix können Nachweisgrenzen im Konzentrationsbereich von wenigen ng/l erreicht werden.
Im Rahmen zweier Forschungsprojekte entwickelte die QuoData GmbH mit internationalen Projektpartnern automatisierte Messgeräte für die Wasser- und Umweltanalytik, den ESTR‑A‑LISER und den pharm‑a‑liser. Beide Messsysteme arbeiten auf Basis einer automatisierten Arbeitsstation. Analytische Fehler, wie sie durch ein fehlerhaftes Pipettieren bei manueller Bearbeitung von Immunoassays auftreten können, werden signifikant verringert.
Biosensor und Biologisches Testsystem
Das aktuelle Projekt EstraMonitor beschäftigt sich mit der Entwicklung von Verfahren zur Bestimmung von östrogen wirksamen Substanzen in Umweltproben auf Basis eines Hefezellen‑Assays. Partner ist das Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben. Ziel ist u.a. die Entwicklung eines Sensors für die Online‑Messung in Abwasserproben.