Degustator v vodovodni cevi
Biti mora brezbarven, hladen, brez vonja in okusa. Ne sme vsebovati patogenov in ne sme škodovati zdravju. Pitna voda je zato v rednih presledkih podvržena vrsti pregledov. Poleg teh testov projekt "AquaBioTox" trenutno razvija sistem za stalno spremljanje pitne vode v realnem času.
Trenutno so testi, ki jih zahteva Odlok o pitni vodi, omejeni na naključne vzorce, ki pogosto dajo rezultate šele po urah in so vedno prilagojeni določenim snovem. Srce sistema AquaBioTox pa je bio-senzor, ki reagira na širok spekter potencialno nevarnih snovi in se odzove že po nekaj minutah. Deluje po načelu okuševalca: nekaj pitne vode se dovaja iz glavne črte v razvejanem padcu skozi senzor, ki vsebuje dva različna bakterijska seva in celice sesalcev. Medtem ko mikroskopske bakterije zagotavljajo hitro izmenjavo snovi s svojo veliko površino in reagirajo na strupene snovi v nekaj minutah, celice sesalcev rezultat zaščitijo s svojim odnosom do človeškega organizma in hkrati razširijo reakcijski spekter. "Preizkusili smo različne razrede snovi, ki bi jih lahko našli v vodi, a jih ne bi smeli, in do zdaj je naš senzor reagiral na vsako od teh snovi," poroča dr. Iris Trick z Fraunhoferjevega inštituta za interfacialno inženirstvo in bioprocesno inženirstvo IGB iz Stuttgarta, ki je skupaj s kolegico dr. Anke Burger-Kentischer se je razvil.
Mikroorganizmi v senzorju so bili spremenjeni tako, da proizvajajo rdeči fluorescentni protein. Če pridejo v stik s strupenimi snovmi, se fluorescenca spremeni. Zelo občutljiv sistem kamer z enoto za ocenjevanje, razvit na Fraunhoferjevem inštitutu za optiko, sistemsko tehnologijo in oceno slike IOSB v Karlsruheju, zabeleži tudi najmanjše spremembe fluorescence in jih samodejno ovrednoti. »Nadzorna enota s pomočjo procesov strojnega učenja na podlagi zgodovinskih podatkov izve, katera nihanja fizikalnih, kemijskih in bioloških parametrov so normalna. Če je v signalih opazen vzorec, zasliši alarm, «razloži dr. Thomas Bernard, vodja skupine iz IOSB. Bio-senzor reagira na najmanjše količine nevarnih snovi. "Naš senzor lahko zazna zelo nizke koncentracije," pravi Trick. Klasični strupi, kot sta cianid ali ricin, pa tudi pesticidi ali toksični produkti presnove bakterij so lahko usodni v koncentracijah nanogramov na liter.
Da lahko bio-senzor deluje trajno, je treba zagotoviti optimalne življenjske pogoje za mikroorganizme. Raziskovalci IOSB so za to razvili sistem, ki samodejno nadzira in uravnava pomembne parametre, kot so temperatura in vnos hranil. Druga komponenta sistema Aqua-BioTox je toksimeter za vodno bolho dafije partnerja projekta Kiel bbe Moldaenke - vodne bolhe so posebej občutljive na živčne toksine. Sistem spremljanja se trenutno preizkuša v odsluženem odseku cevi na območju Berliner Wasserbetriebe - drugega projektnega partnerja. Cilj je narediti sistem tako majhen in poceni, da se lahko na občutljivih mestih po omrežju pitne vode namesti komunikacijska mreža senzorskih enot.
Vir: Stuttgart [IGB]
