Neuer Sensor spürt Blaualgen-Gifte in Schweizer Seen auf

Ein neu entwickelter Sensor soll Giftstoffe von Blaualgen in Schweizer Seen schnell und präzise erkennen. Laut den Entwicklern soll das Gerät eine Konzentration nachweisen können, die 40-mal unter dem WHO-Richtwert für Trinkwasser liegt.

Sobald im Sommer die Wassertemperaturen steigen, breiten sich Blaualgen in Gewässern oft rasant aus. Sie setzen gefährliche Toxine frei, sogenannte Microcystine, die für Badende, Hunde und die Trinkwasserversorgung ein Risiko darstellen. Bisherige Laboranalysen sind zwar sehr präzise, erfordern aber schwere Spezialgeräte, geschultes Personal und eine lange Wartezeit. Da es über 300 verschiedene Varianten dieser Giftstoffe gibt, standen Gewässerüberwacher bisher vor einem Dilemma: Schnelltests liefern zwar rasche Ergebnisse vor Ort, können die einzelnen Giftvarianten aber kaum voneinander unterscheiden. Nun haben, laut einer Medienmitteilung, Forscherinnen und Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne (EPFL) einen Sensor entwickelt, der schädliche Cyanobakterien-Gifte auf Molekülebene aufspürt.

Unter elektrischer Spannung geladene Teilchen

Das Herzstück des Sensors ist eine sogenannte Nanopore, ein winziger Kanal aus dem Protein Aerolysin, der an seiner engsten Stelle gerade einmal einen Nanometer breit ist. Unter elektrischer Spannung fliessen geladene Teilchen gleichmässig durch die Pore. Wandert ein einzelnes Giftmolekül durch den Kanal, verstopft es diesen für einen Bruchteil einer Sekunde. Da jedes der verschiedenen Toxine den Stromfluss je nach Grösse und Struktur unterschiedlich stark bremst, entsteht ein charakteristischer elektrischer Fingerabdruck.

Handliches Messgerät als Ziel

Gemäss EPFL konnte das Team im Labor auf diese Weise sieben eng verwandte Microcystin-Varianten unterscheiden. Das System schlägt laut den Forschenden bereits bei Konzentrationen an, die 40-mal unter dem Richtwert der Weltgesundheitsorganisation (WHO) für Trinkwasser liegen. Noch müssen die Wasserproben vor der Messung manuell gefiltert und aufbereitet werden. Das Fernziel der Forschenden ist jedoch ein handliches Messgerät, das direkt am Ufer oder auf einem Boot eingesetzt werden kann.