Der Sensor, der aus dem Osten kam


Wie kann man nun den BSB5-Wert blitzschnell in effektiven 5 MINUTEN statt in 5 TAGEN messen? Das fragte sich der Mikrobiologe Dr. Klaus Riedel in Ost-Berlin schon 1978. Wenn man den „veratmeten“ Sauerstoff der Mikroben nach 5 Tagen messen kann, muss das auch nach nur 5 Minuten gehen! Man muss nur sehr empfindlich messen können. Klaus Riedel nahm den von Dr. Leland Clark jr. in den USA erfundenen Sauerstoff-Mess-Sensor und fixierte Abwassermikroben auf deren Oberfläche. Er schloss sie in polymere Gele ein und sie lebten erstaunlicherweise weiter. Der O2-Sensor maß nun direkt die Atmung der Winzlinge. Tauchte man diesen Mikroben-Biosensor in sauberes (also nährstofffreies) Wasser ein, geschah einfach nichts. Die Mikroben hatten nichts zu futtern, brauchten also auch keinen Sauerstoff zum Atmen. Das zeigte der Sauerstoff-Sensor sofort zuverlässig an.

Anders dagegen, wenn das Wasser verwertbare Nährstoffe enthielt. Dann wurden die Mikroben munter, verputzten das im Wasser gelöste „Futter“. Der dazu verbrauchte Sauerstoff wurde angezeigt: je mehr Futter, desto größer der Sauerstoffverbrauch! Genial, denn die verstärkte Atmung sah man schon nach 5 Minuten. Ein Problem waren jedoch die verwendeten Mikroben. Hunderte verschiedene Arten tummeln sich im Belebtschlamm. Mit solch unberechenbaren Verhältnissen kann man keinen industriellen Standard-Biosensor produzieren. Man brauchte EINE Mikrobe, einen stabilen Allesfresser.

Als Biochemie-Student in Moskau fuhr Biokolumnist RR jährlich von 1970-75 zur Erntehilfe auf  Kolchosen, wo es stets an Eiweißfutter für hungrige Nutztiere mangelte. Die erfinderischen Russen kamen darauf, ihre riesigen Natur-Ressourcen in Futter-Eiweiß zu wandeln, z. B. das Holz der scheinbar endlosen Taiga mit Säure aufzuschließen. Die Celluloseketten wurden in Zuckerbausteine gespaltet. Die Säure wurde danach mit Lauge neutralisiert. Diese billigen „Taiga-Zucker“ könnte man an Hefen verfüttern und hätte so hochwertiges Hefe-Eiweiß im Überfluss. Die Sowjet-Mikrobenjäger zogen begeistert los und fanden Dutzende Hefe-Stämme. Alle versagten aber, denn wenn man starke Säure mit starker Lauge neutralisiert, bildet sich Salz. Die nahrhafte Zuckerbrühe war also gleichzeitig eine starke Salz-Lake! Die ersehnte Wunder-Hefe musste Salz-Sirup vertragen, also halophil sein. So wurde die Hefe Arxula entdeckt, die prächtig auf Salz-Sirup gedieh. Riedel und sein Team vernetzten und stabilisierten Arxula mit Polymeren und konnten die Winzlinge so immer wieder benutzen. Mit einem Berliner Biosensor-Gerät konnte einen Monat lang exakt der BSB von Wasserproben in nur 5 Minuten bestimmt werden. Heureka!

20 Jahre nach der Wende ruft Wasser-Guru Prof. Reinhard Niessner von der TUM in Bayern bei RR in Hongkong an: „Wir brauchen 2,5 Millionen BSB-Biosensoren allein für deutsche Klein-Kläranlagen! Gibt es Euren Biosensor noch? Ihr wart der Zeit einfach mal 30 Jahre voraus!“

 

 

 


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