Das Projekt "Teilprojekt 3.8: Entwicklung impedimetrischer Sensoren zur Bestimmung der Aufnahme von Schad- bzw. Wertstoffen durch immobilisierte ganze Zellen sowie Referenzierung entwickelter Sensoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik Meinsberg e.V. durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von neuen impedimetrischen Sensoren. Die Sensoren sind mit Ganzzellen als biologische Komponenten zu modifizieren und zur Bestimmung der Aufnahme von Schad- bzw. Wertstoffen einzusetzen. Impedanzspektroskopie und Oberflächenplasmonenresonanz sind als Messmethoden zur Bestimmung der Schad- und Wertstoffaufnahme, insbesondere jedoch von Metallionen, in kontaminierten Umweltproben, vorzugsweise von Bergbau- und industriellen Abwässern einzusetzen. Strategische wichtige Metalle sollen aus Industriewässern entfernt werden. Die Grundstrukturen der Sensoren sind mittels Siebdrucktechnik zu fertigen und mittels spezifischer Beschichtung mit Ganzzellen als Biokomponenten für impedimetrische Schadstoffbestimmungen zu präparieren. Zielanalyte sind ausgewählte Metallionen. Verschiedene Tranducerkomponenten sind auszuwählen und elektrochemisch zu untersuchen und zu charakterisieren. Eine Referenzierung mit neuen voltammetrischen und potentiometrischen Sensoren ist zu gewährleisten. Die Sensorkenngrößen sind zu ermitteln und die Messparameter zu optimieren. Spektroskopische Laboranalysenmethoden, wie z.B. die Atomabsorptionspektroskopie, sollen als Referenzmethoden zum Einsatz kommen. Eine Validierung der Sensoren in realen Medien und in Feldversuchen ist zu erzielen.
Das Projekt "Teilprojekt 2.1: Elektronische Module für Biosensoren und biologische Aktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sciospec Scientific Instruments GmbH durchgeführt. Aufbauend auf dem Modulsystem und langjähriger Erfahrung der Sciospec mit komplexen Messsystemen und biosensorischen Anwendungen werden elektronische Module und passende Firm- und Software entwickelt, die sowohl dem Laboreinsatz (Experimentieraufbauten für BioSAM-Entwicklungen) und der späteren praktischen Verwendung dienen. Die beiden Kernziele dabei sind die Entwicklung kompakter, robuster elektronischer Systeme für den dezentralen Einsatz der biologischen Sensoren/Aktoren und Kompatibilität zu allen Sensoren/Aktoren der BioSAM-Plattform sowie der Aufbau und Bereitstellung der Experimentiersysteme, die sowohl in NAPYS als auch den anderen BioSAM Projekten für die Entwicklung der einzelnen BioSAM-Plattformkomponenten benötigt werden. Zunächst werden die Einzelkomponenten entwickelt (thermische Aktorsteuerung, Sensortemperierung, elektrische Messmodule und optische Messmodule). Innerhalb von NAPYS werden diese Module in zwei weiteren Arbeitspaketen zur Untersuchung der Wirkung von zwei unterschiedlichen Beschichtungstypen auf impedimetrische, piezoelektrische und thermische Sensoren verwendet. Die Module werden nach Evaluierung zu kompakten und robusten Systemen für den Feldeinsatz weiterentwickelt und schließlich zu einem multisensorischen, modularen und skalierbaren Plattformmodul erweitert.