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- FAU auf der ANALYTICA 2000
Hochempfindliche künstliche Sinne:
Meß- und Testsysteme als Messe-Exponate
- Auf der ANALYTICA 2000, der Internationalen
Fachmesse für Analytik, Biotechnologie, Diagnostik und Labortechnik
in München, wird vom 11. bis zum 14. April 2000 am Gemeinschaftsstand
von "Bayern Innovativ", aber auch in einer Firmenpräsentation
ein breites Spektrum von Ergebnissen der Forschungs- und Entwicklungsarbeit
zweier Einrichtungen der Friedrich-Alexander-Universität
Erlangen-Nürnberg zu sehen sein. Die Arbeitsgruppe von Prof.
Dr. Hans-Gerd Löhmannsröben am Institut für Physikalische
und Theoretische Chemie demonstriert die Leistungsfähigkeit
von Photochemie und Laserspektroskopie in der Umweltanalytik,
der Medizin und der Biotechnologie anhand von vier Anwendungsbeispielen.
Der Lehrstuhl für Botanik von Prof. Dr. Donat-P. Häder
ist mit Systemen für automatisierte Toxizitätsmessungen
in Gewässern und für die kontinuierliche Messung von
Sonnenstrahlung vertreten.
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- Lasermeßtechnik für Braukunst
und Umweltschutz
- Die Hochschularbeitsgruppe von Prof. Löhmannsröben
arbeitet zusammen mit der Erlanger Privatbrauerei Kitzmann Bräu
KG an einem interdisziplinären Projekt zur Bieranalytik.
Ziel des Projekts ist ein lasergestütztes faseroptisches
Meßsystem, das die Intensität von absorbiertem Licht,
Streulicht und Fluoreszenzstrahlung an verschiedenen Meßstellen
im Brauprozeß registriert. Das erste Exponat am Messestand
läßt anschaulich werden, wie der für Haltbarkeit
und Geschmackstabilität entscheidende Sauerstoffgehalt des
Biers in einer verschlossenen Flasche mit einem optischen Verfahren
gemessen werden kann. Auch der Gärprozeß und die Klarheit
des Bieres nach der Filtration können mit Hilfe des Systems
überwacht werden.
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- Am Messestand von Bayern Innovativ zeigt
das Institut als zweites Exponat ein miniaturisiertes Lasersystem
(Diodenlaser in äußerem Resonator, External Cavity
Laser), das für die Gasanalyse, aber auch für die optische
in-situ Analytik von nichtstreuenden flüssigen Medien in
biotechnologischen und medizinischen Prozessen von Nutzen ist.
Kompakte halbleiterbasierte Lasersysteme wie das Exponat der
Firma Sacher Lasertechnik (Marburg) setzt das Forscherteam aber
auch zur Untersuchung industrieller Prozesse ein, z.B. zur Überwachung
der Polymerschäumung.
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- Ein weiterer, traditioneller Schwerpunkt
der Arbeitsgruppe Löhmannsröben ist die Umweltmeßtechnik.
Durch Einsatz von Sensoren, künstlichen "Sinnesorganen",
soll Umweltschutz noch stärker in industrielle Prozesse
integriert werden. Für Messungen von leichtflüchtigen
Verbindungen wie halogenierten Kohlenwasserstoffen bis hin zu
schwerflüchtigen Verbindungen wie polycyclischen aromatischen
Verbindungen reicht das Einsatzgebiet der lasergestützten
Ionenmobilitätsspektrometrie (LIMS), die durch ein drittes
Exponat auf der Messe anschaulich gemacht wird. LIMS ist auch
für Anwendungen der Prozeßmeßtechnik geeignet,
z.B. für Abgasmessungen. Bei LIMS kommt dem Lasersystem
eine zweifache Bedeutung zu. Mittels Lichtblitzen wird der Analyt
in einem ersten Schritt möglichst selektiv verdampft und
in einem zweiten Schritt gezielt ionisiert. Die Ionen wandern
in einem elektrischen Feld durch ein ihnen entgegenstömendes
Gas, was zu charakteristischen Wanderungszeiten unter Auftrennung
von Stoffgemischen führt.
- Die Meßgerätereihe "Optimos",
die zum probenahmefreien Nachweis von Mineralöl in Böden
zusammen mit der Optimare GmbH (Wilhelmshaven) entwickelt wurde,
wird auf der Analytica 2000 von Optimare bereits auf einem eigenen
Messestand präsentiert (Halle B5, Stand 519). Optimos basiert
auf dem Meßprinzip der laserinduzierten Fluoreszenz (LIF)-Spektroskopie
und auf der Fähigkeit vieler Mineral- und Bioöle zur
Fluoreszenz.
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- ECOTOX und ELDONET:
Kontrolle von Schadstoffen und Sonnenstrahlung
Das automatisierte biologische Testsystem ECOTOX 3.0 des Lehrstuhls
für Bota-nik I setzt den einzelligen grünen Flagellaten
Euglena gracilis als Testorganismus ein. Das Prinzip ist einfach:
Aus einem Vorratsbehälter wird eine Zellsuspension in eine
kleine Küvette gepumpt, die an einem miniaturisierten Mikroskop
montiert ist. Mit einer Videokamera wird mit Hilfe einer Bildverarbeitungskarte
das Mikroskopbild auf einem Monitor dargestellt. Eine speziell
entwickelte Software wertet dann die Beweglichkeit, das Orientierungsverhalten,
die Geschwindigkeit und die Form der Kontrollzellen aus. Anschließend
wird erneut eine Zellsuspension, diesmal aber zusammen mit der
zu untersuchenden Wasserprobe, in die Küvette gepumpt und
das Bewegungsverhalten der Zellen erneut berechnet. Sind Schadstoffe
im Probewasser vorhanden, so können diese einen oder mehrere
Bewegungsparameter verschlechtern. Diese Hemmung wird graphisch
dargestellt und alle Ergebnisse in einer Datei gespeichert. Übersteigt
die Hemmung einen definierten Schwellenwert, so wird ein Alarm
ausgelöst. Zur kontinuierlichen Gewässerüberwachung
kann das Gerät auch in beliebigen Zeitabständen automatisch
Gewässerproben ziehen, eine Messung durchführen und
die Ergebnisse abspeichern.
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- Neben Wasser- und Abwasserproben lassen sich
auch Messungen mit bekannten Substanzen - wie Schadstoffen, Hemmstoffen
u. a. - durchführen und deren Einfluß auf die errechneten
Bewegungs- und Formparameter bestimmen. Durch automatische Verdünnung
der eingesetzten Substanzen können Dosis-Effekt Kurven berechnet
und dargestellt werden. Das kompakte, vollautomatisierte System
ermöglicht eine sehr schnelle und kostengünstige Analyse
der Toxizität z.B. von Abwässern oder Deponiesickerwässern.
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- Das ELDONET-Gerät (European Light Dosimeter
Network) wurde zur kontinuierlichen Messung solarer Strahlung
entwickelt. Durch die Kombination von drei Silizium-Photodioden
mit speziell angefertigten Filtern erfaßt das Instrument
parallel folgende Strahlungsbereiche: UV-B (280-315 nm), UV-A
(315-400nm) und den Bereich photosynthetisch aktiver Strahlung
(400-700 nm). Durch sorgfältige Kalibrierungsmethoden ist
die Abweichung der erhaltenen Meßwerte gegenüber denen
eines kalibrierten Spektroradiometers sehr gering. Mittels einer
einfach zu bedienenden Software werden die Daten automatisch
in ASCII-Format eingelesen und gespeichert. Die Meßwerte
werden sowohl graphisch als auch numerisch dargestellt. Außerdem
berechnet das Programm die stündliche, tägliche, monatliche
und jährliche Bestrahlungsdosis.
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- Niedrige Anschaffungs- und Betriebskosten
und die hohe Zuverlässigkeit der Geräte führten
dazu, daß zur Zeit ein europäisches ELDONET-Netzwerk
aufgebaut wird, das mittlerweile bereits 31 Meßgeräte
umfaßt. Einige Meßstellen liegen unter Wasser; für
andere wurden Gebirgsstandorte, z. B. auf der Zugspitze, gewählt.
Weitere Stationen stehen in Argentinien, Japan, Indien und Neuseeland.
Die Daten aller ELDONET Dosimeter werden zu einem zentralen Server
in Pisa (Italien) übertragen, von wo aus jeder Internetnutzer
sie kostenlos herunterladen kann. Inzwischen ist auch - voraussichtlich
ab dem Jahr 2002 - der Einsatz eines modifizierte ELDONET Dosimeters
auf der neuen Internationalen Raumstation vorgesehen.
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- · Weitere Informationen:
- Prof. Dr. Hans-Gerd Löhmannsröben,
Dr. Matthias Lemke
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Egerlandstraße 3, 91058 Erlangen
Tel.: 09131/85 -27307, -27317, Fax: 09131/85 -28796
E-Mail: loeh@pctc.chemie.uni-erlangen.de
matthias.lemke@chemie.uni-erlangen.de
Internet: http://www.chemie.uni-erlangen.de/loeh/
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- Prof. Dr. Donat-P. Häder, Dr. Michael
Lebert, Peter Richter
Institut für Botanik und pharmazeutische Biologie, Lehrstuhl
für Botanik I
Staudtstraße 5, 91058 Erlangen
Tel.: 09131/85 -28220, Fax: 09131/85 -28215
E-Mail: prichter@biologie.uni-erlangen.de
ELDONET im Internet: http://power.ib.pi.cnr.it:80/eldonet
- UniKurier aktuell Nr. 2064 vom 5.April
2000
- Sachgebiet Öffentlichkeitsarbeit (Pressestelle)
pressestelle@zuv.uni-erlangen.de
- Stand: 05.04.2000