Description: Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Steinbeis Qualitätssicherung und Bildverarbeitung GmbH durchgeführt. Das geplante Vorhaben ist auf die Entwicklung eines innovativen Nachweisfahrens für Mikroschadstoffe in Wasser fokussiert. Die Basis für die effiziente Detektion verschiedener Schadstoffklassen wird durch die Kombination eines Edelmetallpartikel-Arrays mit einer Molekül-selektiven Methode, der oberflächenverstärkten Raman-Spektroskopie (surface enhanced Raman spectroscopy, SERS), realisiert. Die Nanopartikel werden dabei als Spots in einem Mikroarray angeordnet und mit Aptameren funktionalisiert. Diese DNA-basierten Rezeptoren binden ausgewählte Mikroschadstoffe primär, wie zum Beispiel Carbamazepin, Diclofenac und Benzotriazol (Leitindikatoren in Abwasserproben für die Kontamination). Die Bindung an den Aptamer-Rezeptoren erfolgt durch molekulare Affinität und liefert erste Hinweise über die Schadstoffklasse und Moleküleigenschaften. Die Bindung wird im sichtbaren Spektralbereich durch die Verwendung einer neuartigen Detektoreinheit mit ortsauflösender bildgebender Spektroskopie nachgewiesen. Die komplexen Spectral-Imaging-Daten werden mittels KI ausgewertet, um eine schnelle Aussage über die Rezeptoranbindung und somit zur Molekülklasse treffen zu können. Diese Messmethode ist markierungsfrei und damit perspektivisch miniaturisierbar und vor-Ort fähig. Darüber hinaus wird die Spezifität durch die Verwendung der oberflächenverstärkten Raman-Spektroskopie (SERS) erhöht, beruhend auf der Detektion von molekularer Fingerprintinformation (spezifische Markerbanden). Die Edelmetallnanopartikel dienen hier auch als Verstärker des molekular-spezifischen Raman-Signals der Analytmoleküle. Diese Verstärkung der Sensitivität beträgt etwa 4 bis 6 Größenordnungen und ist von Material und Form der ausgewählten Sensorpartikel abhängig.
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Bildverarbeitung ? Spektralanalyse ? Spurenstoff ? Qualitätsmanagement ? Messverfahren ? Abwasserprobe ? Nanopartikel ? Verunreinigung ? Spektrum ?
Region: Mühlhausen/Thüringen
Bounding boxes: 10.453° .. 10.453° x 51.2217° .. 51.2217°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2023-04-15 - 2026-04-14
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