Ein BAM-Mitarbeiter hält ein Smartphone mit einem PH-Schnelltest in der Hand.

PH-Schnelltest auf dem Smartphone: Die BAM entwickelt einen vergleichbaren Test für Öl-Analyse.

Quelle: BAM/Thomas Köhler

Projektlaufzeit

01.04.2015 - 31.03.2018

Projektart

Interdisziplinäres Projekt

Projektstatus

Laufend

Kurzbeschreibung

Öl kann man entweder durch aufwendige Laboranalysen oder – mit begrenzter Aussagekraft – durch Papierschnelltests untersuchen. Die BAM entwickelt einen einfachen Öl-Schnelltest für das Smartphone.

Ort

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) Zweiggelände Adlershof
Richard-Willstätter-Straße 11
12489 Berlin

Ein BAM-Mitarbeiter mit einem Glaskolben, in dem sich eine Dieselschicht auf Wasser abgesetzt hat.

Diesel in Wasser: Einer der Fälle, für die Dr. Raúl Gotor an verbesserten Testverfahren forscht.

Quelle: BAM/Thomas Köhler

Im Projekt soll ein Schnelltest zur Öl-Analyse auf dem Smartphone entwickelt werden. Damit kann man in Zukunft organische Materialien auch ohne aufwendige Laboranalysen schnell und einfach auf Ölbestandteile testen. Profitieren würden Entwicklungsländer, Umweltschutzgruppen und Einzelpersonen, die sich aufwendige Testverfahren bislang nicht leisten konnten. Aber auch Industriestaaten, Betreiber großer Tankanlagen und Ölfirmen könnten mit einem Schnelltest Kosten und Aufwand senken.

Stilisierter Programmablaufplan

Quelle: BAM

Verschiedene BAM Fachbereiche kooperieren bei diesem Thema und bringen ihre jeweiligen Methoden ein. Das Projekt ist in drei Schritte unterteilt: 1. Entwicklung eines Sensors, der durch optische Analyseverfahren Öl erkennen und bestimmen kann. 2. Kombination des Sensors mit einem handlichen Gerät/Smartphone. 3. Validierung, Zertifizierung und internationale Verbreitung des Schnelltests.

Ein Pfeil in der Mitte einer Zielscheibe

Quelle: BAM

Sammlung und Verbesserung bestehender analytischer Verfahren zur Erkennung von Öl in organischen Stoffen. Übertragung dieser Analysemethoden auf das Smartphone, um Öl besser, billiger und einfacher nachweisen zu können. Nutzer der App sollen folgende Auskünfte erhalten: 1. Ist Öl enthalten? 2. Entspricht das Produkt den Angaben oder wurde es mit Ersatzstoffen versetzt? 3. Woher kommt das Öl? 4. Ist es frei von biologischen Verunreinigungen?

Händeschütteln

Quelle: BAM

Das Projekt ist ein von der BAM entwickeltes Forschungsvorhaben. An dem interdisziplinären Projekt beteiligen sich sieben Fachbereiche. Zusätzlich will die BAM für das Projekt Partner gewinnen, die an der Entwicklung des Testgeräts interessiert sind und es zusammen mit der BAM zur Marktreife führen wollen.

Lecks in Pipelines oder Ölspuren im Trinkwasser durch Fracking – bei der Ölgewinnung kommt es häufig zu Verunreinigungen, die Mensch und Natur schädigen können. In manchen Ländern werden zudem Benzin und Diesel zum Schaden der Verbraucher verdünnt. Und in großen Treibstofftanks an Flughäfen oder Tankstellen können Mikroorganismen überleben, die den Kraftstoff mit Partikeln verunreinigen und ein Sicherheitsrisiko darstellen.

Für diese Situationen wäre ein schneller und einfacher Öltest hilfreich. Zwar gibt es im Handel Schnelltests auf Papier, um etwa Öl in Wasser nachweisen zu können. Ihre Aussagekraft ist aber begrenzt. Eine umfassende Untersuchung von Herkunft, Mischung oder Reinheit ist viel aufwendiger und erfordert bisher professionelle Laborausrüstung.

Kompetenzen der BAM

Die BAM hat diesen Bedarf erkannt und deshalb ein Projekt gestartet, das diese Marktlücke adressiert. BAM Forscher arbeiten interdisziplinär zusammen und bringen ihre Erfahrungen auf dem Gebiet der optischen Sensormaterialien, der Analyse von Ölspuren und Mikroben, elektronischen Sensoren sowie der Programmierung von Software in das Projekt ein.

Dr. Jérémy Bell im Labor

Dr. Jérémy Bell arbeitet an einem Schnelltest zur Öl-Analyse.

Quelle: BAM/Thomas Köhler


Leistung und Vorgehen der BAM

Maximalziel ist die Entwicklung eines einfach anzuwendenden, aber analytisch hochwertigen Schnelltests für das Smartphone, mit dem man organisches Material auf Ölbestandteile überprüfen kann. Minimalziel ist die Entwicklung eines Schnelltests, der über das Smartphone gesteuert werden kann, aber zusätzlich ein handliches Analysegerät benötigt. Das Projekt hat drei Schwerpunkte:

1. Ölerkennung und Testverfahren durch chemische und optische Sensorik/Mikrofluidchips

Zunächst sollen verschiedene Öl-Schnelltests von der BAM entwickelt werden, um die gewünschten Testfälle abzudecken.

  • Weiterentwicklung von Analysemethoden zur Ölerkennung, im Fokus stehen Fluoreszenztests
  • Erforschung neuer chemischer Tests wie funktionaler Färbung oder molekularer Sonden
  • Geplant ist auch die Weiterentwicklung der an der BAM erfundenen qPCR-Methode (quick Polymerase Chain Reaction/schnelle Polymerase-Kettenreaktion) zur Erkennung und Zählung von Mikroben in Benzin.
  • Die BAM hat bereits einen Chip entwickelt, der mit vielen chemischen Tests kompatibel ist, der Fluoreszenztests ermöglicht und relativ günstig ist.
  • Und die BAM verfügt bereits über zwei selbst entwickelte Mikrofluidsysteme, also Verfahren, um schon kleinste Mengen Flüssigkeit analysieren zu können: Eines dient zur Detektion von Quecksilber, mit dem anderen kann man Zucker in Softdrinks erkennen. Erkenntnisse aus beiden werden auch für den Öltest genutzt.

2. Integration der Sensorik und Entwicklung eines Testgeräts

Um die Ergebnisse auf einem handlichen Gerät wie dem Smartphone zu bewerten, müssen Sensoren und Messsysteme integriert und ein Testgerät/eine Testsoftware entwickelt werden.

3. Validierung und Implementierung

Zum Projektabschluss beantwortet die BAM Fragen zur Qualitätsprüfung, Zertifizierung und Leistungsfähigkeit des Tests.