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Biomimetic optical sensors for environmental endocrine disruptor screening

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Glühende Perlen ermitteln endokrine Disruptoren

Die ARC Seibersdorf research GmbH in Österreich koordinierte die Entwicklung eines effektiven und kostengünstigen Biosensors für den Nachweis endokriner Disruptoren in Wasserproben.

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Für Mensch und Tier stellen endokrine Disruptoren (auch: endokrin wirksame Substanzen oder Umwelthormone, EDC) eine zusätzliche chemische Umweltbelastung dar. EDC stammen aus verschiedenen anthropogenen Quellen, beispielsweise aus landwirtschaftlichen Pestiziden. Forschungsbemühungen im Rahmen des LIFE QUALITY-Programms beschäftigten sich mit der Entwicklung eines Biosensors, um EDC-Belastungen in der Umwelt besser nachweisen zu können. Biosensoren beruhen auf der Kombination biologischer und anorganischer Komponenten. Beim MENDOS-Projekt wurden dazu Hefezellen in Hydrogelkugeln immobilisiert. Die Arbeitsgruppe experimentierte mit verschiedenen Materialkombinationen. Während Polyvinylalkohol (PVA)-basierte Hydrogele die Lumineszenz und Sensitivität verbesserten, entschied man sich für Alginat-Hydrogele, da sich hier die Hefekolonien besser zählen ließen. Optimiert wurden daher die Volumenverhältnisse und die Induktionszeiten für Alginat-Hydrogele. Die Hefekulturen wuchsen sehr schnell und waren lange haltbar, ohne zu degradieren. Es wurde versucht, die Lumineszenz mit Hilfe des Koenzyms A (CoA) zu verbessern, die Komplexität des Systems erfordert allerdings weitere Studien. Der Test des neuen Biosensors an EDC-verunreinigten Wasserproben ergab eine gute Nachweisbarkeit. Verglichen mit herkömmlichen Nachweismethoden ist der neue Biosensor schneller, robuster, langlebiger und kostengünstiger. Das MENDOS-Forschungskonsortium empfiehlt daher dessen Einsatz für die Kontrolle von EDC-Rückständen in Wasserproben.

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