Biologisches Frühwarnsystem für verschmutztes Wasser Zell-Sensoren erkennen Umweltgifte

Die Siemens Corporate Technology (CT), vormals die zentrale Forschung des Konzerns, entwickelt biologische Frühwarnsysteme für verschmutztes Wasser oder schlechte Luft.

In Zusammenarbeit mit Bionas, einem Rostocker Biotech-Unternehmen, werden hier ausgesuchte Zellkulturen auf der Oberfläche eines Silizium-Chips angesiedelt. Diese so genannten »Zell-Sensoren« reagieren auf Veränderungen der Umgebung ähnlich wie ein lebender höherer Organismus mit einer Veränderung des Stoffwechsels. Der Chip leitet daraus Signale ab und wandelt diese in Informationen für eine übergeordnete Prozesssteuerung.

Das derzeitige Entwicklungsziel besteht darin, die Zellkulturen etwa zwei Monate auf dem Chip am Leben zu erhalten. Während dieser Zeit werden die Zellen mit einer flüssigen Nährlösung umspült. In einer solchen Konfiguration werden dem System fortlaufend Wasserproben zugeleitet, die die verschiedensten schädlichen Substanzen enthalten. Drei der zellulären Reaktionen auf diese Substanzen werden von dem Chip ausgewertet: Atmung, Stoffwechsel und Formveränderung.

Zell-Sensoren sollen künftig der Erkennung mangelnder Wasserqualität und schlechter Luft in klimatisierten Räumen dienen. Darüber hinaus lassen sich mit den biologischen Sensoren auch Gift- und Gefahrstoffe detektieren. Eine konkrete Entwicklung ist ein Zellsensor für die Gebäudetechnik, der eine möglichst umweltschonende Reinigung von Großgebäuden möglich macht.