Der als Werkzeug für die Umweltüberwachung von Arzneimitteln entwickelte NSAID in-vitro Assay wurde hinsichtlich seiner Eignung zum Nachweis von COX-Inhibitor-Aktivitäten in Oberflächengewässern validiert. Es wurde ein Standardverfahren basierend auf der Festphasenextraktion von wässrigen Proben etabliert. Hierzu wurde ein Probenahmeprotokoll, das für Östrogene eingesetzt wird, so modifiziert, dass eine höhere Stabilität von NSAIDs erreicht wurde. Die Sensitivität des NSAID in-vitro Assays wurde verbessert, indem Matrixeffekte minimiert und die Stabilität des Substrats Arachidonsäure erhöht wurde. Die Validierungsmerkmale Linearität, Messbereich, Genauigkeit, Präzision, und Nachweisgrenze wurden bestimmt. Das Testverfahren wurde für die Messung von 39 Oberflächenwasserproben, die zwischen Herbst 2017 und Frühjahr 2018 an EU Watch List Probenahmestellen in 14 EU-Mitgliedstaaten und 4 Schweizer Kantonen entnommen wurden, eingesetzt. Die mit dem NSAID in vitro Assay gemessenen Diclofenac-Äquivalente der Oberflächenwasserproben wurden mit den Ergebnissen der chemischen Analytik (LC-MS/MS) von Diclofenac und anderen COX-Inhibitoren verglichen. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "Einweg-Biosensoren zur Bestimmung von BSB und AOX" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Mikrobiologie durchgeführt.
Das Projekt "UV-Belastung fuer Mensch und Natur - Pilotprojekt in der Region Bonn: Ausbau der UV-Messstation in der DLR" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin durchgeführt. Im Rahmen des DLR-Projektes Telemedizin wird das Thema 'Erdbeobachtung und Gesundheitsvorsorge' durch das Pilotprojekt 'UV-Belastung fuer Mensch und Natur in der Region Bonn' vertreten. Es wird beantragt, fuer dieses Pilotprojekt die UV-Messstation in der DLR auszubauen. Diese Messtation zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine biologische Wichtung der solaren UV-Strahlung durchfuehrt, und zwar durch Einsatz (1) von Biosensoren, z.B. den Biofilm der DLR, (2) von biologisch wichtenden physico-chemischen Dosimetern, z.B. RB-Meter, und (3) eines Spektralradiometers, dessen Daten mit biologischen Wichtungsfunktionen multipliziert werden. Die schon auf der Messstation bestehenden integrierenden UV-Messeinheiten (Pyranometer, Robertson-Berger-Dosimeter) sollen erweitert werden durch (1) ein Spektroradiometer und (2) eine Expositionsplattform zur dynamischen biologischen Dosimetrie. Die Kosten umfassen die Beschaffung der Einzelkomponenten und deren Tests. Folge- und Personalkosten sind im DLR-Projekt Telemedizin enthalten.
Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: LiveSen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät für Chemie und Biochemie, Lehrstuhl für Analytische Chemie II durchgeführt. Das Ziel von LiveSen ist es mit unserer innovativen Biotechnologie und digitalen Lösungen die Landwirtschaft effizienter zu gestalten. Die Landwirtschaft ist die wichtigste Erwerbsquelle und größter Wirtschaftszweig der Welt und stellt die Versorgung der Bevölkerung mit Lebensmitteln sicher. Die Ernährung von bis zu 10 Milliarden Menschen - im Jahr 2050 - wird allerdings eine der größten Herausforderungen in den nächsten Jahrzehnten darstellen. Dazu muss laut Prognosen die Nahrungsmittelproduktion um bis zu 50% gesteigert werden. In Deutschland gibt es keine Möglichkeiten mehr die landwirtschaftliche Fläche zu erweitern. Um die verfügbare Fläche optimal zu nutzen ist ein verantwortungsvoller Umgang mit den vorhandenen Ressourcen notwendig und eine nachhaltige Düngung unerlässlich. Die Landwirte jedoch verzweifeln an den strengen Richtlinien und Umweltauflagen was man deutlich an den Protesten Anfang 2020 sehen konnte. Aus unserer Sicht sind die Landwirte 'Opfer von fehlender Technologie'. Um die Richtlinien einzuhalten müssen sie sich auf Erfahrungswerte und zeit- und kostenintensive Bodenanalysen verlassen. Und genau diese Informationen liefern wir ihnen. Mit unseren Biosensoren ist es den Landwirten möglich den Nährstoffgehalt in ihren Pflanzen direkt auf dem Feld zu bestimmen. Kosteneffizient, präzise und zeitnah. Die gewonnen Daten werden in die Cloud hochgeladen und automatisch mittels eines Algorithmus mit anderen verfügbaren Informationen - wie zum Beispiel Satelliten-, Wetter- und Bodendaten - verarbeitet. Hiermit erhält der Landwirt in einer App nicht nur die Informationen zum Zustand seines Feldes, sondern darüber hinaus eine Karte zur optimalen Düngung, die er direkt zur Steuerung seiner landwirtschaftlichen Maschinen verwenden kann. Durch die bedarfsgerechte Düngung der Pflanzen wird bis zu 10% mehr Ertrag bei bis zu 20% weniger Düngemitteleinsatz erzielt. Dadurch ist es möglich die verfügbare Fläche optimal zu nutzen.
Das Projekt "Exobiologie im Erdorbit - Untersuchungen an Bakterien und DVA in den Experimenten 'Spoers in artifical meteorites' und 'Triple-Lux 'für ISS und 'MARSTOX' für Biopan-5. Kurz: SPORES" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Universitätsklinikum, Institut für Flugmedizin, Abteilung für Zell- und Molekularbiologie durchgeführt. Endziel ist die Fortsetzung der Teilprojekte SPORES, TRIPLE-LUX und MARSTOX, mit Missionsvorbereitung, -durchführung und Auswertung der anstehenden Flugexperimente SPORES und MARSTOX und Test der Flug-Hardware und Mission für TRIPLE-LUX. Ziele der Experimente sind die Bestimmung der Grenzen für Leben in extremen Umwelten und des möglichen natürlichen Schutzes vor Strahlungen, der biologisch/medizinischen Wirksamkeit der Weltraumstrahlung und deren enzymatischen Reparaturen, der zellulären Ursachen möglicher Wechselwirkungen von Mikrogravitation und Weltraumstrahlung und des Raumschiffmilieus mit hochspezifische Biosensoren. Der Arbeitsplan ist in den beigefügten Unterlagen aufgeführt. Für SPORES sind neben der für alle Experimente geltenden Vorbereitung und Durchführung der Flug- und Bodenkontrollexperimente sowie Auswertung der Proben und Ergebnisse, auch die Teilnahme an dem mit ESA geplanten EVT 4 sowie einem EST vorgesehen. Für TRIPLE-LUX stehen die Kompabilitätstest der Flug-Hardware im Vordergrund, bis hin zur Mission. Ergebnisse sind von wissenschaftlicher Bedeutung für das ROSE Konsortium, Astrabiologie, Planetary Protection und Gesundheit von Astronauten.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von quo data Gesellschaft für Qualitätsmanagement und Statistik mbH durchgeführt. Ziel des Antrages ist die Entwicklung eines biotechnologischen Analyseverfahrens zur Anreicherung und optischen Messung von steroidhormon-wirksamen Substanzen in Wasser, Abwasser, Urin, Blutplasma, Milch und Futtermitteln. Es sollen zwei Teillösungen entstehen. Ein Steroidhormon-Anreicherungschip für (anti-)östrogen-wirkende oder (anti-)androgen-wirkende Substanzen, der auch mit konventioneller Analysetechnik kombiniert werden kann. Die Integration einer Lichtemitterstruktur auf dem Chip erweitert das Konzept zu einem BIO-LED-Sensor zur Messung dieser Substanzen. Die Arbeitsplanung beinhaltet Arbeitspakete zur Herstellung von rekombinanten Rezeptorelementen (hERa und hAR) in Hefe. Mittels mathematischer Modellierung des Bindungsverhaltens zwischen (anti-)östrogen- und/oder (anti-)androgen-wirkenden Substanzen wird das Chipsystem dimensioniert. Die Entwicklung eines Chipsystems in Silizium-Mikrostrukturtechnik und eine Printing-Technologie zur Immobilisierung der Rezeptoren ermöglichen den Chipaufbau. Design und Layout der Lichtemitter und des Lichtemitterchips ergänzen das System zum Sensor. Analyseergebnisse werden über ein multidimensionales Kalibriermodell berechnet und validiert. Das Verwertungskonzept sieht die Weiterentwicklung zum Serienprodukt und die Fertigung durch die beteiligten KMUs vor. Die Konzeption als Plattformtechnologie soll die Erschließung von Nischenmärkten in den Bereichen Pharmaforschung, Medizin, Doping, Umwelt- und Lebensmittelanalytik ermöglichen. Das Verwertungskonzept sieht die Weiterentwicklung zum Serienprodukt und die Fertigung durch die beteiligten KMUs vor. Die Konzeption als Plattformtechnologie soll die Erschließung von Nischenmärkten in den Bereichen Pharmaforschung, Medizin, Doping, Umwelt- und Lebensmittelanalytik ermöglichen.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ECOSOPH GmbH durchgeführt. Der Schutz der aquatischen Umwelt ist eine der Top-Prioritäten für Umweltmanager, Politik und die allgemeine Öffentlichkeit. Aufgrund des hohen Interesses an ökologisch 'gesunden' Flüssen und Seen ergibt sich ein zunehmender Bedarf an autarken online-Sensoren um relevante Umweltfaktoren in Echtzeit zu erfassen und zu bewerten. Neben rein physikalischen Sensorsystemen zur Erfassung der abiotischen Umweltparameter spielen auch biologische Systeme eine immer stärkere Rolle zur Bewertung des Zustandes der aquatischen Umwelt und der Früherkennung schädlicher Umwelteinflüsse. Einen dafür geeigneten Biosensor stellen Süßwassermuscheln dar, die eine Schlüsselrolle für aquatische Ökosystemdienstleistungen einnehmen. Ziel des Vorhabens ist die weiterführende Entwicklung eines auf Verhaltensmustern von Muscheln und abiotischen Parametern basierten integrativen biologischen Frühwarnsystems. Das natürliche Verhalten von Muscheln auf eine Veränderung der Wasserqualität mit dem Schließen der Schalen zu reagieren soll dazu als sensitive und ökologisch relevante Messgröße verwendet werden. Dabei werden innovative Technologien zum energieautarken Betrieb von dezentralen Sensorsystemen eingesetzt, um sensitive biologische Reaktionen in Echtzeit zu erfassen und cloudbasiert zu analysieren. Zusammen mit auf künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen basierenden Ansätzen wird dabei ein Messsystem etabliert, welches erlaubt Änderungen der Wasserqualität zu überwachen und gleichzeitig umweltrelevante Zusammenhänge besser zu verstehen.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Lehrstuhl für Aquatische Systembiologie durchgeführt. Der Schutz der aquatischen Umwelt ist eine der Top-Prioritäten für Umweltmanager, Politik und die allgemeine Öffentlichkeit. Aufgrund des hohen Interesses an ökologisch 'gesunden' Flüssen und Seen ergibt sich ein zunehmender Bedarf an autarken online-Sensoren um relevante Umweltfaktoren in Echtzeit zu erfassen und zu bewerten. Neben rein physikalischen Sensorsystemen zur Erfassung der abiotischen Umweltparameter spielen auch biologische Systeme eine immer stärkere Rolle zur Bewertung des Zustandes der aquatischen Umwelt und der Früherkennung schädlicher Umwelteinflüsse. Einen dafür geeigneten Biosensor stellen Süßwassermuscheln dar, die eine Schlüsselrolle für aquatische Ökosystemdienstleistungen einnehmen. Ziel des Vorhabens ist die weiterführende Entwicklung eines auf Verhaltensmustern von Muscheln und abiotischen Parametern basierten integrativen biologischen Frühwarnsystems. Das natürliche Verhalten von Muscheln auf eine Veränderung der Wasserqualität mit dem Schließen der Schalen zu reagieren soll dazu als sensitive und ökologisch relevante Messgröße verwendet werden. Dabei werden innovative Technologien zum energieautarken Betrieb von dezentralen Sensorsystemen eingesetzt, um sensitive biologische Reaktionen in Echtzeit zu erfassen und cloudbasiert zu analysieren. Zusammen mit auf künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen basierenden Ansätzen wird dabei ein Messsystem etabliert, welches erlaubt Änderungen der Wasserqualität zu überwachen und gleichzeitig umweltrelevante Zusammenhänge besser zu verstehen.
Das Projekt "Der erste mobile Biosensor für die quantitative vor Ort Überwachung von anthropogenen Schadstoffen in der Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hiss Diagnostics GmbH durchgeführt. Der vermehrte Eintrag von anthropogenen Chemikalien in der Umwelt und die Nahrungskette gefährdet zunehmend den Naturhaushalt und die menschliche Gesundheit. Unser Ziel ist die Entwicklung der ersten sensitiven, quantitativen und günstigen Point-of-Use-Plattform für anthropogene Substanzen in der Umwelt. Bisherige Technologien erfordern teure Geräte, geschultes Personal und spezielle Laboratorien. Ziel des Teilprojektes von HiSS Diagnostics ist die Entwicklung eines strukturierten Arbeitsprotokolls für die noch in der Forschung befindliche Technologie. Dafür erfolgt die Aufteilung in einzelne Prozessschritte sowie deren Optimierung, wodurch ein Protokoll für den Anwender konzipiert werden kann. Eine kontinuierliche Qualitätssicherung für den Produktionsprozess und das Anwenderprotokoll stellt die Grundlage für die künftige Zulassung des Produktes dar. Weiterhin wird HiSS die Stabilität, Haltbarkeit und Lagerbedingungen aller Puffer, Lösungen und Verbrauchsmaterialien ermitteln. Die Validierung der neuartigen Methode nach aktuell geltenden Richtlinien für den Nachweis von Glyphosat erfolgt in mehreren Stufen. HiSS wird die Validierung von, sowohl an der Entwicklung beteiligten, als auch unabhängigen Nutzern koordinieren und überwachen. Die Verteilung auf unterschiedliches Personal und die Analyse unter verschiedenen Bedingungen dient der Bestimmung von Robustheit, der tatsächlichen Nachweisgrenze und eines troubleshooting guides. Neben der Sensitivität wird weiterhin die Spezifität mit artifiziellen und realen Proben ermittelt. Der erfolgreiche Abschluss der vorrangegangen Arbeitspakete dient als Voraussetzung für die Entwicklung eines Prototypen-Kits, welches HiSS zur Präsentation auf Konferenzen, in ausgewählten Laboratorien und bei Key Opinion Leaders im Bereich der Umwelt Analytik nutzen wird. Für die weitere Vorbereitung der Markteinführung kommen die klassischen Vertriebselemente zum Einsatz.
Das Projekt "Teilprojekt 3.4, 3.5, 3.9: Entwicklung biologischer Sensor-Aktor-Systeme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Biologie, Institut für Genetik durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens sollen hochselektive und Iangzeitstabile biologische Sensor-Aktor-Strukturen für eine nachhaltige Wasser- und Ressourcennutzung entwickelt werden. Der Fokus liegt auf gering konzentrierten organischen Schadstoffen (refraktäre Wasserinhaltsstoffe) sowie anorganischen Wertstoffen (Industriemetalle). Im Teilprojekt der TU Dresden werden die dafür notwendigen biologischen Komponenten sowie die notwendige chemische Analytik entwickelt, charakterisiert und getestet. Seitens des lfG steht die Entwicklung biologischer Sensor-Aktor-Systeme für organische Reststoffe auf der Basis von Hefezellen sowie die Generierung von Hefe-Ganzzell-Aktoren zum Abbau organischer Wasserinhaltsstoffe im Vordergrund. Das Vorhabensteilziel des ifWW besteht in der Entwicklung eines Sensorkonzeptes zur Überwachung von Wertstoffkonzentrationen in anwendungsrelevanten Wässern und zur Kontrolle des Beladungszustandes von neu zu entwickelnden selektiv bindenden Filtermaterialien. Am IWC werden die Arbeiten zur Verifizierung der Sensorwirkung mittels chemisch-analytischer Methoden und Erarbeitung und Umsetzung eines Anreicherungskonzepts von Analyten, die Charakterisierung der Wirkung von Aktoren sowie die Erfassung von Transformationsprodukten beim Spurenstoffabbau durchgeführt.