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Phytoplankton-Analyse (Nukleinsäure-Biosensor)

Messprinzip des Biosensors. -Bild: Katja Metfies / AWI-

Messprinzip des Biosensors. -Bild: Katja Metfies / AWI-

Die Beobachtung marinen Phytoplanktons wird durch Nukleinsäure-Biosensoren stark vereinfacht. Herzstück dieses Biosensors ist ein Mehrfachsonden-Chip, der zur gleichzeitigen Erkennung einer Vielzahl von Algen verwendet werden kann (Sandwich-Hybridisierung, Abbildung unten). Eine molekulare Sonde, die Messkomponente, verbindet sich mit dem gewünschten Zielobjekt. Dann verwandelt ein Antibody-Enzym-Komplex, der an den Signalbestandteil gekoppelt ist, diese spezielle Detektion in eine Redoxreaktion, die als elektrochemisches Signal gemessen werden kann. Diese Methode erlaubt den schnellen Nachweis und das Zählen von Mikroalgen in komplexen Proben. Die Hauptschritte werden in einem tragbaren Gerät automatisch durchgeführt.

Automatische Filtereinheit für die Aufbereitung der Algen zur Messung im Biosensor. -Bild: iSiTEC GmbH-

Automatische Filtereinheit für die Aufbereitung der Algen zur Messung im Biosensor. -Bild: iSiTEC GmbH-

Das Nachweisprinzip hat sich bereits bewährt. Die Herausforderung für COSYNA lag in der Konstruktion eines automatisierten Gerätes, dass (1) zuverlässig Meerwasser filtert, um die Algen zu konzentrieren, (2) die Zellen „aufbricht“ (Lysis) und (3) die resultierende Flüssigkeit zum Detektor transportiert.

Ein solches Gerät wurde gemeinsam vom Helmholtz-Zentrum Hereon, dem Alfred-Wegener-Institut und der Firma ISITEC entwickelt. Es wurde bei verschiedenen Kampagnen des Forschungsschiffs "Polarstern" getested und routinemäßig in der Nordsee eingesetzt werden.

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