Automatische Spürnase für Chlorid

In Umweltmesstechnik, Pharmazie und Medizin müssen viele Proben auf ihren Chloridgehalt vermessen werden. Ein neuer Sensor weist geringste Mengen in kleinen Volumina nach. Er ist Kernstück einer Anlage, die viele Proben automatisch und schnell vermisst.

Nachdem technische Anlagen abgebaut wurden, bleibt nicht selten ein kontaminierter Boden zurück. Handelte es sich um Metall verarbeitende Betriebe, solche der Textilfertigung und -reinigung, Lackherstellung oder Tierkörperverwertung, so ist der Untergrund oft mit den zuvor verwendeten chlorhaltigen Lösungsmitteln verunreinigt. Um die Konzentration wieder unter den gesetzlich festgelegten Grenzwert zu senken, setzen Sanierungsbetriebe zunehmend elegante Verfahren ein, die mit Bakterien arbeiten. Ohne das Erdreich bewegen zu müssen, fressen spezialisierte Stämme selbst hochgiftige halogenierte organische Verbindungen und wandeln sie in harmloses Chlorid, Wasser und Kohlendioxid um. Viele solcher Arten können aus normalen Bodenproben isoliert werden. Um die Fähigkeiten solcher Organismen zu untersuchen, setzen Wissenschaftler Verfahren ein, die meist das freigesetzte Chlorid messen. Wissenschaftler in Stuttgart haben ein Messgerät gebaut, das automatisch viele Proben abarbeitet. Es eignet sich ebenso für Medizin und Pharmazie oder um Reinstwasser zu überwachen. Das Besondere: Bei sehr geringen Probevolumina ist es empfindlicher als vergleichbare Verfahren.

Am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB wird das Gerät eingesetzt, um umweltfreundlichere enzymatische chloridbindende und -abspaltende Syntheseschritte zu finden. "Der elektrochemische Sensor, den wir mit der Firma Haaf Mess-Regeltechnik weiterentwickelt haben, kann in rund einem fünfzigstel Milliliter Probe Chloridkonzentrationen bis hinunter zu zehn Mikromol pro Liter erfassen", erklärt Dr. Christiane Buta. "Dies entspricht der Konzentration von einem Gramm Kochsalz in knapp zwei Kubikmetern Wasser." Eine ähnlich gebaute Elektrode ist empfindlich für Bromid - es sind aber auch Messfühler für Fluorid und Jodid denkbar.

Für industrielle Anwendungen bauten Kollegen vom benachbarten Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA die Sensoren in einen Pipettierroboter ein. "Die Maschine entnimmt gleichzeitig vier Proben und injiziert sie in Mess-Schleifen", erläutert Stefan Wößner. "Von dort gelangen sie zur Messzelle mit den Sensoren. Die Software nimmt die Werte auf und steuert gleichzeitig die nächste Probennahme. Auf diese Weise wird eine handelsübliche Mikrotiterplatte mit 96 Proben in nur neun Minuten abgearbeitet. Handarbeit dauert erheblich länger." Im derzeitigen Aufbau können bis zu 16 solcher Platten auf einmal vorgelegt und von der Maschine durchgemessen werden.

Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft