Atmosphärische Toxine schnell identifizieren

Die Bedrohung durch Terrorismus und die kriminelle Verwendung von biologischen Stoffe und Viren ist omnipräsent. Die Anzahl der durch derartige Angriffe betroffenen Menschen und das Ausmaß, in dem diese betroffen sind, hängt von vielen Faktoren ab. Dies betrifft unter anderem die Auswahl des Stoffs, dessen Konzentration und dessen Wirkzeit.

Durch EU-Fördermittel wurde möglich, dass im Rahmen des Projekts BIO-PROTECT (Ionisation-based detector of airborne bio-agents, viruses and toxins for fast-alert and identification) die erforderliche Technologie entwickelt wird. Das System basiert auf der Bioaerosolermittlung (detection of airborne particles contained or released by living organisms), die von einer Identifizierung der Zusammensetzung über eine Ionisation und einer Spektralanalyse gefolgt wird.

Soweit haben Wissenschaftler das Sammeln von Bioaerosol verbessert und den Kollektor an sich verkleinert, um diesen in ein tragbares Gerät zu integrieren. Ein Ersthelfersystem (ENVI BioScout, jetzt patentiert) wurde als tragbares, autonomes Gerät entwickelt. Dieses vereint drei Funktionen in einem einzigen Gerät: die kontinuierliche Überwachung der Umgebungsluft, ein Frühwarn-Trigger und eine anschließende automatische Sammlung von Luftproben.

Es sind umfassende und gründliche Feldtests durchgeführt worden. An einem zweiten Gerät sind die ersten Tests abgeschlossen worden. Diese betrafen unter anderem die Erkennung schädlicher Stoffe und die Benutzerfreundlichkeit.

Die Bioermittlung basiert auf einem miniaturisierten Ionen-Mobilitäts-Spektrometer (GC-IMS)-System, das in der Lage ist, geringste Mengen einer Vielzahl organischer Moleküle zu identifizieren und abzuscheiden. Das GC-IMS-System wurde angepasst, um alle interessanten Arten biologischer Stoffe aus dem Aerosol abscheiden zu können. Ein kombiniertes Voranreicherungs- und Pyrolysegerät wurde entwickelt, das in der Lage ist, feuchte Proben zu entnehmen und diese für die Verwendung mit dem GC-IMS-System zu behandeln.

Das BIO-PROTECT-Konsortium demonstrierte erfolgreich die Fähigkeit des gekoppelten Pyrolyse-IMS-Systems zur Bereitstellung reproduzierbarer Spektren von Proben biologischer Stoffe, die sich in dem Kollektor befinden. Es wurde zudem eine fortschrittliche, aber dennoch einfach gehaltene Benutzerschnittstelle entwickelt. Eine selbstlernende Musteranalysesoftware unterschied über den Vergleich von Spektren auf wiederholbare Weise zwischen verschiedenen Gefahren.

Die Informationsvermittlung über Projektwebseite, Workshops, Konferenzen und Video zog weite Kreise. Das Portal einer BIOPROTECT-Benutzergemeinschaft umfasst Anleitungsvideos sowie ein Benutzerhandbuch.

Die BIO-Protect-Technologie kann schnelle Biosicherheitsmaßnahmen bis zur Ankunft von Fachkräften vereinfachen oder detaillierte Anweisungen bereitstellen, die auf einer Auswertung von Daten über einen Internetlink basieren. Die Technologie ermöglicht somit, dass die Öffentlichkeit mobilisiert sowie Panik minimiert wird und Leben gerettet werden.