Empfindliche Spürnasen

Ein Billionstel Gramm Schadstoff genügt

Mit den Methoden der Saarbrücker Messtechniker erschnüffeln transportable Gaschromatographen auch winzigste Spuren: Schon ein Billionstel Gramm eines Schadstoffes in einem Gasgemisch genügt den Sensorsystemen, die Prof. Andreas Schütze mit seinem Team an der Universität des Saarlandes entwickelt.

Tobias Baur (links) und Tilman Sauerwald, Wissenschaftler in der Forschergruppe von Andreas Schütze, lassen mit ihren Gasdetektoren-Analysegeräte auch winzigste Spuren von Schadstoffen aufspüren. (Foto: Oliver Dietze)

Die Forscher sind darauf spezialisiert, die künstlichen Sinnesorgane immer feinfühliger, genauer und empfindlicher schnuppern zu lassen. Jetzt verbessern die Ingenieure die Detektoren für Gaschromatographen mit ihrer Technik. Vor allem mobile Geräte können hiervon profitieren.

Ihr Verfahren zeigen die Ingenieure vom 24. bis 28. April auf der Hannover Messe am saarländischen Forschungsstand (Halle 2, Stand B46). Die Forscher suchen insbesondere Kontakt zu Herstellern von Gaschromatographen.

Wieviel Schadstoffe stecken in Lebensmitteln? Welche Substanzen sind im Medikament? Enthält Möbelholz zu viel Formaldehyd? Solche Fragen beantworten Wissenschaftler mit Hilfe von Gaschromatographen: Für Medizin, Lebensmittelchemie, Biologie, Umweltanalytik wie Forensik ermittelt dieses Analyseverfahren, was und wieviel davon in Stoffgemischen steckt.

Hierzu verdampfen die Prüfer eine Probe und pusten das Gas anschließend durch ein dünnes Röhrchen, die so genannte „Säule“. Das Gemisch trennt sich in einzelne chemische Verbindungen auf. Je nachdem, was und wieviel zu welcher Zeit beim Detektor am anderen Ende der Säule ankommt, können die Tester ablesen, um was genau es sich dabei handelt.

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Die Messtechniker aus dem Team von Professor Andreas Schütze an der Saar-Uni arbeiten daran, diesen Detektor am Ende der Säule zu verbessern. „Unser Verfahren macht es möglich, kurze Gaspulse hochgenau zu detektieren und kleinste Gasmengen selektiv auf die in ihnen enthaltenen Stoffe zu analysieren“, erklärt Tilman Sauerwald, Habilitand am Lehrstuhl für Messtechnik. Dies könnte etwa auch zum Einsatz kommen, um Lungenkrebs anhand ausgeatmeter Luft zu diagnostizieren. Vor allem transportable Gaschromatographen haben die Forscher für ihre Gassensoren im Blick. Diese stoßen bislang bei kleinen Gasmengen und geringen Spuren von Inhaltsstoffen an Grenzen.

Schützes Arbeitsgruppe entwickelt in zahlreichen Forschungsprojekten ihre neuartigen Gassensorsysteme für verschiedene Anwendungen weiter. Ihre Verfahren machen etwa in Raumluft einzelne Schadstoffmoleküle unter einer Milliarde Luftmolekülen ausfindig. Für die Gaschromatographen bringen sie Halbleiter-Gassensoren ins Spiel, die auf nanostrukturierten Metalloxiden basieren. „Unsere Sensoren reagieren hochempfindlich. Wir entwickeln sie so weiter, dass wir immer niedrigere Konzentrationen selektiv messen können. Derzeit können wir bereits 100 Femtogramm detektieren, das ist weniger als ein Billionstel Gramm“, erläutert Sauerwald, der die Arbeiten der Gruppe auf diesem Gebiet koordiniert.

Der Halbleiter-Detektor der Saarbrücker Messtechniker deckt zudem eine sehr große Bandbreite an Stoffen ab, er kann also viele Arten von Stoffen aufspüren, von Kohlenmonoxid bis hin zu krebserregenden organischen Verbindungen, und zugleich ihre jeweilige Konzentration bestimmen.

Kontakt:
Prof. Andreas Schütze, E-Mail: schuetze@lmt.uni-saarland.de
Dr. Tilman Sauerwald, E-Mail: t.sauerwald@lmt.uni-saarland.de
http://www.lmt.uni-saarland.de/

Der saarländische Forschungsstand (Halle 2, Stand B46) ist auf der Hannover Messe erreichbar unter Tel: 0681-302-68500.

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