Wasserwerke überwachen den Schadstoffgehalt im Trinkwasser, indem sie regelmäßig Proben mit hochpräzisen Tests in aufwendigen Geräten im Labor analysieren. Doch es geht auch kleiner und dabei robust und kostengünstig. Siemens-Forscher haben ein tragbares Biochip-Laborsystem entwickelt, um Wasser schnell auf Schadstoffe zu überprüfen. Der Demonstrator von der Größe eines Laptops nutzt elektrochemische Reaktionen und identifiziert in einer halben Stunde bis zu 25 Substanzen und deren Konzentrationen. Das mobile Labor könnte die Wasserqualität bei humanitären Einsätzen prüfen oder die Abwässer von Krankenhäusern überwachen.

Biochip mit Antikörpern

Herzstück der Lösung ist ein Biochip, auf dem sich Antikörper befinden. Reagieren diese mit den passenden Schadstoffen in der Probe, wird in einem zweiten Schritt eine elektrochemische Reaktion ausgelöst, die als winziger elektrischer Strom auf dem Chip gemessen wird. Ergänzend wurde ein robustes Verfahren entwickelt, um die Probe vollautomatisch zu verarbeiten, also die Reagenzien in der richtigen Reihenfolge und Dosierung auf den Chip zu bringen, wo sie miteinander reagieren.
Derzeit kann der Demonstrator zum Beispiel das Pestizid Atrazin in Konzentrationen von wenigen Millionstel Gramm pro Liter nachweisen, was bereits sehr nahe am gesetzlichen Grenzwert liegt. Für Bakterien reicht die Empfindlichkeit des Systems noch nicht für die Kontrolle von Trinkwasser aus, wo die Vorschriften streng sind: In hundert Millilitern Wasser darf kein einziges Kolibakterium enthalten sein.