Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME
Nanosonden basierte Schnellanalytik von Trinkwasser in Krisensituationen
Ausgangslage
Trinkwasser ist unser wichtigstes Lebensmittel! Die Trinkwasserqualität wird streng und häufig kontrolliert. In Krisensituationen, angefangen von Wasserrohrbrüchen der Hauptleitungen bis hin zu Naturkatastrophen wie beispielsweise Überschwemmungen und Erdbeben, kann eine Kontamination mit Krankheitserregern und Gefahrstoffen nicht ausgeschlossen werden. Die Bereitstellung von Trinkwasser im Krisenfall gehört mit zu den wichtigsten Aufgaben von Hilfsorganisationen wie dem THW. Für die Analyse von Keimen bedarf es derzeit aufwändiger und vor allem langwieriger Laboranalysen. Aus Wasserproben müssen Kulturen angelegt und mindestens 18 Stunden, zum Teil mehrere Tage lang bebrütet werden. Erst dann kann auf Grundlage der gewachsenen Kolonien auf die Belastung der Probe geschlossen werden. Im Katastrophenfall ist dies ein viel zu hoher Zeitaufwand, um zügig allgemeine Hygienestandards aufrecht halten und Epidemien vorbeugen zu können.
Ziel
Ziel des vom BMBF geförderten Verbundprojekts »Nanosonden basierte Schnellanalytik von Trinkwasser in Krisensituationen« (NANObeST) ist die Erforschung, Erprobung und Etablierung eines mobil einsetzbaren, feldtauglichen Schnellanalysesystems für Trinkwasser. Hilfsorganisationen wie dem THW soll ermöglicht werden, im Einsatz innerhalb kürzester Zeit mikrobielle Verunreinigungen, die Gesamtkeimzahl, sowie Toxine detektieren, bestimmen und quantifizieren zu können. Nur durch eine schnelle Analytik können Schutz- und Gegenmaßnahmen zügig eingeleitet werden bzw. Trinkwasser schnellstmöglich an die Verbraucher abgegeben werden.
Vorarbeiten
Im Vorläufer-Projekt »AquaNANO« wurde ein neues, schnelles Analyseverfahren erforscht und die prinzipielle Durchführbarkeit und das hohe Potential des neuen Analyseansatzes gezeigt. Hierfür wurden vorbehandelte magnetische Nanosonden eingesetzt. Diese werden mit speziellen Antikörpern beschichtet, die spezifisch an ausgewählte Krankheitserreger binden. Sie sorgen so dafür, dass die nachzuweisenden Erreger aus der Trinkwasserprobe abgetrennt, aufkonzentriert und nachgewiesen werden können.
Das THW und andere Hilfsorganisationen müssen auf verschiedenste Einsatzszenarien vorbereitet sein. Im Bereich der Trinkwasserversorgung sind dies hauptsächlich das Aufbereiten von Rohwasserquellen, die Qualitätsüberwachung, die Gefahrenerkennung für die eigenen Hilfskräfte sowie das Verhindern der Ausbreitung von Krankheiten.
Wasserproben aus Roh- und Trinkwasser müssen möglichst schnell auf Pathogene und Toxine untersucht werden können. Hier kommt die magnetische Immunodetektion in Verbindung mit magnetischer Multiplex-Detektion zum Einsatz, deren Messgeräte nach den Anforderungen des THW entwickelt werden.
