Von Kay Müllges
Analyseverfahren, mit denen sich chemische oder biologische Kampfstoffe aufspüren und nachweisen lassen, gibt es viele. Doch sie sind aufwändig, teuer und oft auch relativ langsam. Woran es fehlt, sind einfache und schnelle Frühwarnsysteme, die beispielsweise in Kaufhäusern, in Konzerthallen oder auch U-Bahn-Schächten eingesetzt werden könnten, um die Bevölkerung vor terroristischen Anschlägen zu schützen. Allerdings ist die Entwicklung solcher Systeme keineswegs trivial, weiß Professor Klaus Schmidt vom Duisburger Institut für Energie- und Umwelttechnik:
Dann müssen Sensoren überall sein, denn die Angriffsflächen, die Angriffsziele sind universell. Das heißt also, wenn wir ein solches Frühwarnsystem, das irgendwelche Maßnahmen auslöst, haben wollen, dann müssen wir Sensoren entwickeln oder Messgeräte entwickeln, die entsprechend preiswert sind und wie die Feuermelder in einem Kaufhaus eben an sehr vielen Orten angebracht werden können, ohne dass sie so exorbitant teuer sind, dass sich das von vorneherein ausschließt.
Solche Systeme müssen aber anders als der Feuermelder eben auf sehr viele verschiedene Gefahrstoffe reagieren können und das mit hoher Sensitivität, wie Klaus Schmidt erklärt:
Es darf also nicht sein, dass, wenn an einer bestimmten Stelle, sagen wir mal - das wurde in diesen Tagen auch gesagt - ein Parfümfläschchen auf den Boden fällt und auseinanderplatzt, dann darf das nicht als Kampfstoff erkannt werden, obwohl sich augenblicklich eine spontane Veränderung innerhalb des Raumes ergibt. Daraus darf man keine Panik ableiten.
Im Prinzip suchen die Forscher also nach einer eierlegenden Wollmilchsau und das ist bekanntlich schwierig. Die Bestandsaufnahme der Duisburger Wissenschaftler hat nun ergeben, dass im Bereich der chemischen Kampfstoffe zwar eine Vielzahl von Systemen existiert, die diese frühzeitig aufspüren können, aber viele dieser Verfahren eben für den Feuermeldereinsatz nicht geeignet sind. Allerdings, so Projektleiterin Thekla Kiffmeyer:
Von den verschiedenen, für chemische Kampfstoffe geeigneten Messverfahren sind wir letzten Endes auf vier gestoßen, die sinnvoll sind. Die also die nötige Selektivität bringen, also spezifisch auf die Kampfstoffe reagieren, die empfindlich genug sind, um im richtigen Konzentrationsbereich messen zu können, die schnell genug sind, denn wir wollen hier im unteren Minutenbereich bleiben und die gleichzeitig, das sind die Randbedingungen, für den autarken Betrieb geeignet sind, kein Personal erfordern, keine großen Ansprüche an Betriebsmittel oder Energieversorgung haben und die bezahlbar sind.
In den nächsten Jahren, so Thekla Kiffmeyers Schlussfolgerung, käme es darauf an, diese vier Verfahren so miteinander zu kombinieren, dass tatsächlich ein einfach handhabbares Gerät am Ende herauskommt. Diesen Schritt haben die Duisburger Forscher in Bereich der biologischen Kampfstoffe in einem jetzt abgeschlossenen Pilotprojekt bereits vollzogen. Das etwa bananenkistengroße Gerät basiert auf dem Prinzip eines sogenannten Immunoassays, also einer Antigen-Antikörperreaktion, wie sie beispielsweise auch bei jedem AIDS-Test eingesetzt wird. Die Antikörper für alle biologischen Kampfstoffe sind bekannt. Thekla Kiffmeyer:
Diese Antikörper werden auf einem kleinen Glaschip immobilisiert. Dann wird die Probe, die zunächst aus der Luft gefiltert wird, in Lösung gebracht, das sind die Dinge, die das noch zeitaufwändig machen, dann erfolgt die eigentlich spezifische Antikörper-Antigen-Reaktion, also nur diese beiden Stoffe, nur diese Paare reagieren miteinander, dann gibt es einige Waschschritte und die Auslesung des Signals erfolgt optisch, es gibt also fluoreszierende Marker, die an diese Antikörper gekoppelt sind und wenn diese Reaktion erfolgt und wenn der Kampfstoff in der Luft war, dann leuchtet auf diesem Chip, das ist in Linien aufgetrennt, die entsprechende Linie für beispielsweise Anthrax oder Pocken.
Rund zwanzig Minuten dauert dieser Test und könnte schon bald beispielsweise in Poststellen zum Einsatz kommen.
Analyseverfahren, mit denen sich chemische oder biologische Kampfstoffe aufspüren und nachweisen lassen, gibt es viele. Doch sie sind aufwändig, teuer und oft auch relativ langsam. Woran es fehlt, sind einfache und schnelle Frühwarnsysteme, die beispielsweise in Kaufhäusern, in Konzerthallen oder auch U-Bahn-Schächten eingesetzt werden könnten, um die Bevölkerung vor terroristischen Anschlägen zu schützen. Allerdings ist die Entwicklung solcher Systeme keineswegs trivial, weiß Professor Klaus Schmidt vom Duisburger Institut für Energie- und Umwelttechnik:
Dann müssen Sensoren überall sein, denn die Angriffsflächen, die Angriffsziele sind universell. Das heißt also, wenn wir ein solches Frühwarnsystem, das irgendwelche Maßnahmen auslöst, haben wollen, dann müssen wir Sensoren entwickeln oder Messgeräte entwickeln, die entsprechend preiswert sind und wie die Feuermelder in einem Kaufhaus eben an sehr vielen Orten angebracht werden können, ohne dass sie so exorbitant teuer sind, dass sich das von vorneherein ausschließt.
Solche Systeme müssen aber anders als der Feuermelder eben auf sehr viele verschiedene Gefahrstoffe reagieren können und das mit hoher Sensitivität, wie Klaus Schmidt erklärt:
Es darf also nicht sein, dass, wenn an einer bestimmten Stelle, sagen wir mal - das wurde in diesen Tagen auch gesagt - ein Parfümfläschchen auf den Boden fällt und auseinanderplatzt, dann darf das nicht als Kampfstoff erkannt werden, obwohl sich augenblicklich eine spontane Veränderung innerhalb des Raumes ergibt. Daraus darf man keine Panik ableiten.
Im Prinzip suchen die Forscher also nach einer eierlegenden Wollmilchsau und das ist bekanntlich schwierig. Die Bestandsaufnahme der Duisburger Wissenschaftler hat nun ergeben, dass im Bereich der chemischen Kampfstoffe zwar eine Vielzahl von Systemen existiert, die diese frühzeitig aufspüren können, aber viele dieser Verfahren eben für den Feuermeldereinsatz nicht geeignet sind. Allerdings, so Projektleiterin Thekla Kiffmeyer:
Von den verschiedenen, für chemische Kampfstoffe geeigneten Messverfahren sind wir letzten Endes auf vier gestoßen, die sinnvoll sind. Die also die nötige Selektivität bringen, also spezifisch auf die Kampfstoffe reagieren, die empfindlich genug sind, um im richtigen Konzentrationsbereich messen zu können, die schnell genug sind, denn wir wollen hier im unteren Minutenbereich bleiben und die gleichzeitig, das sind die Randbedingungen, für den autarken Betrieb geeignet sind, kein Personal erfordern, keine großen Ansprüche an Betriebsmittel oder Energieversorgung haben und die bezahlbar sind.
In den nächsten Jahren, so Thekla Kiffmeyers Schlussfolgerung, käme es darauf an, diese vier Verfahren so miteinander zu kombinieren, dass tatsächlich ein einfach handhabbares Gerät am Ende herauskommt. Diesen Schritt haben die Duisburger Forscher in Bereich der biologischen Kampfstoffe in einem jetzt abgeschlossenen Pilotprojekt bereits vollzogen. Das etwa bananenkistengroße Gerät basiert auf dem Prinzip eines sogenannten Immunoassays, also einer Antigen-Antikörperreaktion, wie sie beispielsweise auch bei jedem AIDS-Test eingesetzt wird. Die Antikörper für alle biologischen Kampfstoffe sind bekannt. Thekla Kiffmeyer:
Diese Antikörper werden auf einem kleinen Glaschip immobilisiert. Dann wird die Probe, die zunächst aus der Luft gefiltert wird, in Lösung gebracht, das sind die Dinge, die das noch zeitaufwändig machen, dann erfolgt die eigentlich spezifische Antikörper-Antigen-Reaktion, also nur diese beiden Stoffe, nur diese Paare reagieren miteinander, dann gibt es einige Waschschritte und die Auslesung des Signals erfolgt optisch, es gibt also fluoreszierende Marker, die an diese Antikörper gekoppelt sind und wenn diese Reaktion erfolgt und wenn der Kampfstoff in der Luft war, dann leuchtet auf diesem Chip, das ist in Linien aufgetrennt, die entsprechende Linie für beispielsweise Anthrax oder Pocken.
Rund zwanzig Minuten dauert dieser Test und könnte schon bald beispielsweise in Poststellen zum Einsatz kommen.