Regensburger Sensoren für die Life Sciences (06/2016)

(Nr. 166) Die Fraunhofer EMFT entwickelt im Geschäftsfeld Sensormaterialien im BioPark Regensburg neuartige Sensoren für Mensch und Umwelt. Diese finden vielfältigen Einsatz beim Arbeitsschutz, bei der Lebensmittelsicherheit und bei der Früherkennung von multiresistenten Erregern.  

Im Geschäftsfeld Sensormaterialien der Fraunhofer-Einrichtung für Mikrosysteme und Festkörper-Technologien EMFT werden neue Materialien, welche die Anwesenheit bestimmter Substanzen durch Änderung ihrer optischen oder elektrischen Eigenschaften anzeigen, entwickelt. Die Integration solcher Sensormaterialien in Partikel, Polymere, Folien oder Textilien in Kombination mit entsprechenden Auswertesystemen eröffnet vielfältige Anwendungen, unter anderem die frühzeitige Diagnose bestimmter Krankheiten, effektive Arbeitsschutzmaßnahmen in Laborumgebungen oder die Qualitätsüberwachung von Nahrungsmitteln, Trinkwasser oder Produktionsprozessen. Im Fokus stehen Lösungen, die schnell und zuverlässig Ergebnisse liefern und mit einfachen, mobilen Analysegeräten auskommen. Ein Überblick über die aktuellen Projekte:

Schutzkleidung als Warnsystem bei Arbeiten in gesundheitsschädlichen Umgebungen

Bei der Ableitung und Aufbereitung von Abwasser kommen Beschäftigte mit chemischen und biologischen Stoffen in Kontakt, die unter Umständen gesundheitsgefährdend sein können. Im Projekt PROWEAR entwickelt die Fraunhofer EMFT, zusammen mit Partnern aus der Industrie, intelligente Schutzkleidung die ihre Farbe ändert, sobald sie mit schädlichen Substanzen in Berührung kommt. Es ist wichtig, dass eine solche Sensor-Schutzkleidung ohne Strom und ohne Hilfsmittel, wie Messgeräte zur Auswertung der Information auskommt. Damit kann sie die üblichen Arbeitsschutzmaßnahmen sinnvoll ergänzen und die Sicherheit für die Mitarbeitenden verbessern. Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) gefördert.

Sensorfolie für die optische Frischekontrolle von fetthaltigen Lebensmitteln © Fraunhofer EMFT

Intelligente Verpackung zur Detektion des Frischegrades von Lebensmitteln

Der Frischezustand abgepackter Lebensmittel kann vom Verbraucher nur durch das auf der Verpackung angegebene Mindesthaltbarkeitsdatum „erahnt“ werden. Durch Fehler beim Abpacken, Unterbrechungen der Kühlkette oder undichte Verpackungen können Lebensmittel aber auch während der Distribution oder im Haushalt vorzeitig verderben, was von außen jedoch in vielen Fällen nicht erkennbar ist. Im Rahmen des Projektes „Hexanalsensor“ entwickeln Fraunhofer EMFT Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von Fraunhofer EMFT und IVV eine intelligente Verpackung mit Farbindikatorsystemen, die den Frischegrad von fetthaltigen Lebensmitteln sichtbar macht. Das Lösungsprinzip beruht auf der Messung von flüchtigen Aldehyden, (z. B. Hexanal), in der Gasphase, und schafft eine Basis für die Entwicklung weiterer Indikatorsysteme.

Detektorsystem für MRSA Erreger © Fraunhofer EMFT

Frühzeitige Erkennung von multiresistenten Erregern

Multiresistente Erreger, beispielsweise der MRSA (Staphylococcus areus), werden für Krankenhäuser und Arztpraxen zunehmend zum Problem. Derzeit werden MRSA-Tests jedoch nur bei Verdachtspatienten durchgeführt, da die Methoden entweder sehr zeitaufwändig (mikrobiologisch kultureller Nachweis) oder sehr kostenintensiv (molekularbiologischer oder Antikörper-basierter Nachweis) sind. Ein Forschungsteam der Fraunhofer EMFT arbeitet gemeinsam mit der Asklepios Kliniken GmbH und dem Unternehmen KETEK GmbH an einem kostengünstigen MRSA-Schnelltest, der sich als routinemäßige Eingangsuntersuchung in Krankenhäusern oder Arztpraxen eignet. Für den Schnelltest ist vom Patienten lediglich ein Nasenabstrich erforderlich. Ob MRSA in der Probe vorliegt, soll sich unter Verwendung von Fluoreszenzindikatoren mit einem hochempfindlichen Detektionssystem in kurzer Zeit erkennen lassen. Das Vorhaben wird vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie im Rahmen des Programms „Mikrosystemtechnik Bayern“ gefördert.

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