Wasserqualität: Smartphone-Schnelltest erkennt mikrobielle Verunreinigungen

Mangelnde Wasserqualität stellt ein großes gesundheitliches Risiko dar. Deutsche Forschende haben nun einen Schnelltest entwickelt, der mikrobielle Verunreinigungen mithilfe der Smartphone-Kamera innerhalb einer Minute bestimmen kann – zuverlässig und direkt vor Ort.

Mikrobiell belastetes Wasser stellt weltweit ein erhebliches Gesundheitsrisiko dar – vor allem dort, wo Labore fehlen und schnelle Untersuchungen wichtig sind. Forschende der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) haben einen tragbaren Schnelltest entwickelt, der das Molekül Urobilin in äußerst geringen Konzentrationen nachweisen kann. Der neue Test liefert in unter einer Minute ein zuverlässiges Ergebnis und erleichtert so die Einschätzung der Wasserqualität vor Ort.

Kombination aus Teststreifen und Smartphone-Kamera

Weltweit nutzen Milliarden Menschen Wasserquellen, deren hygienische Qualität unklar oder schwer zu überwachen ist. Klassische mikrobiologische Verfahren für die Analyse benötigen bis zu 24 Stunden, sind kostenintensiv und erfordern spezialisierte Labore für die Auswertung. Diese Verzögerungen erschweren eine sichere Trinkwasserversorgung, Entscheidungen bei Hochwasserereignissen oder in Regionen mit unzureichender Laborinfrastruktur. Genau hier setzt der neue BAM-Schnelltest an.

Das Forschungsteam hat ein hochsensitives Nachweisverfahren entwickelt, das das Indikatormolekül Urobilin innerhalb weniger Sekunden sichtbar macht. Es entsteht beim Abbau von Hämoglobin, wird ausgeschieden und dient als natürlicher Hinweis dafür, dass Rückstände menschlicher oder tierischer Exkremente im Wasser vorhanden sind. Die Methode arbeitet mit einem speziellen Teststreifen, der beim Kontakt mit mikrobiell verunreinigtem Wasser leuchtet.

Das Besondere: Der Test lässt sich direkt mit einem Smartphone kombinieren. Eine kleine LED Lampe in einem 3D gedruckten Aufsatz des Testsets wird über das Handy mit Strom versorgt und die Smartphone Kamera misst das Leuchten des Teststreifens. Zusätzliche Laborgeräte oder weitere Chemikalien sind nicht erforderlich.

System überzeugt auch in der Praxis

So entsteht ein besonders einfaches „Drop-and-detect“-Prinzip: Ein einziger Tropfen Wasser genügt, um eine zuverlässige Analyse durchzuführen. Der Test zeigt in Vergleichsmessungen eine hohe Stabilität und Genauigkeit. Selbst sehr geringe Mengen des Indikatormoleküls können identifiziert werden – deutlich schneller und einfacher als bei herkömmlichen Analyseverfahren.

„Auch im Praxistest hat das System überzeugt: Der Schnelltest wurde erfolgreich an realen Wasserproben aus Flüssen sowie am Zu- und Ablauf einer Berliner Kläranlage überprüft“, erklärt Swayam Prakash, der den Schnelltest als Marie-Curie Fellow an der BAM zusammen mit Knut Rurack, Experte für chemische und optische Sensorik, entwickelt hat. „Selbst unter komplexen Umweltbedingungen mit natürlichen Störstoffen konnte Urobilin zuverlässig nachgewiesen werden.“

Zukunftsweisende Technologie für mobile Diagnostik?

Durch den Verzicht auf zusätzliche Arbeitsschritte oder Laborgeräte eignet sich das Verfahren besonders für Feldeinsätze, Entwicklungsregionen, Krisengebiete und mobile Überwachungsprogramme. Mit seiner Kombination aus Schnelligkeit, Empfindlichkeit und Benutzerfreundlichkeit erfüllt der neue BAM-Schnelltest zentrale Anforderungen moderner Wasserqualitätsdiagnostik und trägt zu einer verbesserten Grundversorgung weltweit bei.

Zugleich zeigt die Technologie, wie leistungsfähig zukünftige Lösungen in der Wasserüberwachung sein können: Da der Test digital ausgewertet werden kann und das System robust und sofort einsatzbereit ist, lässt es sich in vielen Bereichen nutzen, in denen kompakte und zuverlässige Technik besonders wichtig ist. Das aufgezeigte Innovationspotenzial bildet eine solide Grundlage für Weiterentwicklungen, die vor allem für Unternehmen in der Umweltanalytik, der mobilen Diagnostik und bei intelligenten Monitoring-Systemen interessant sein dürften.