PFAS-Labor im Taschenformat hilft bei der Schnellerkennung

PFAS in Böden und im Wasser werden immer bedrohlicher. Um die chemischen Verbindungen schnellstmöglich zu identifizieren, wurde jetzt ein kompaktes Sensorsystem entwickelt, das PFAS direkt vor Ort in wässrigen Proben erkennt. Auch wenn es noch nicht käuflich erworben werden kann, zeichnet sich schon ein Interesse ab, das für eine Markteinführung zuversichtlich stimmt. (Lesezeit 5 Minuten)

Eine mobile Alternative zu langwierigen und teuren Laboranalysen

PFAS sind Ewigkeitschemikalien, die sich in der Umwelt kaum abbauen. Da sie in Böden und Gewässer gelangen, reichern sich die gesundheitsbedrohlichen chemischen Fluorverbindungen in Pflanzen, Tieren und Menschen an. Um sie nachweisen zu können, brauchte es viel Zeit und hohe Kosten. Denn es ging nur im Labor. Forscher*innen der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) haben jetzt ein kompaktes Sensorsystem entwickelt, das PFAS direkt vor Ort in wässrigen Proben erkennt – schnell, zuverlässig und kostengünstig.

Die neue Methode liefert Ergebnisse in weniger als 15 Minuten und kann selbst geringe Mengen der Chemikalien nachweisen. Die Ergebnisse wurden jetzt in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht (Quelle siehe unten). 

Fluoreszierende Partikel als Indikatoren für PFAS-Belastung

Das System arbeitet mit einer Kombination aus winzigen fluoreszierenden Partikeln und einer mikrofluidischen Plattform – vereinfacht gesagt: einem Mini-Labor im Taschenformat. Nach der Vorbereitung der Wasserprobe zeigt das Gerät ein klares Signal, wenn PFAS vorhanden sind. „Unser Ziel war ein robustes, benutzerfreundliches und skalierbares System. Die Kombination aus Materialwissenschaft und Mikrofluidik eröffnet neue Wege für die Überwachung von Reinigungs- und Sanierungsprozessen im Rahmen des Umweltmanagements – nicht nur für PFAS, sondern auch für andere Schadstoffe“, erklärt Knut Rurack, Fachbereichsleiter und Experte für chemische und optische Sensorik an der BAM. 

Die mobile Technologie kommt ohne aufwendige Laborausrüstung aus und reduziert den Analyseaufwand erheblich. Damit leistet die BAM einen wichtigen Beitrag zum Schutz von Mensch und Umwelt und unterstützt die Umsetzung aktueller gesetzlicher Vorgaben.

„PFAS sind ein globales Problem. Mit unserer Technologie schaffen wir die Grundlage für schnelle Vor-Ort-Analysen, die Behörden und Unternehmen bei der Überwachung und Sanierung von belasteten Standorten unterstützen“, sagt Knut Rurack. 

Nachgefragt: Erste Anwender haben schon Interesse bekundet

Diese Botschaft machte mich neugierig, vielleicht wird daraus ein Minilabor, das auch BürgerwissenschaftlerInnen und Umweltinitiativen einsetzen können, um Hotspots delektieren zu können. Ich fragte deshalb bei Knut Rurack nach. Die Antwort kam prompt. Rurack erklärt mir, bei dem System handelte es sich um einen Prototyp, der noch in ein kommerzielles Produkt „übersetzt“ werden müsse. Ehedem dürfe die BAM als Ressortforschungseinrichtung des Bundes nicht selbst solche Produkte auf den Markt bringen und zudem werde für jeden kommerziellen Anwendungsbereich vermutlich ein eigenes optimal angepasstes Produkt notwendig sein.

Das BAM habe bereits Anfragen aus der Bauwirtschaft z. B. zur Sanierung von kontaminierten Böden, aus der Textilwirtschaft und von Unternehmen aus dem Bereich Sorptions- und Fällungsmaterialien erhalten. Deren Anforderungen würden sich unterscheiden, daher sei müssten die Systeme anwenderorientiert ausgelegt werden. Apropos „anwenderorientiert“: Auf meine Frage, welche besonderen fachlichen Voraussetzungen für den Einsatz des Geräts erforderlich, macht er Hoffnung. Die Anforderungen seien im Grundsatz niederschwellig, aber Details eben abhängig von den Anforderungen. Wenn es kommerzielle Lösungen geben wird, geht Rurack davon aus, dass diese nutzerfreundlich sein sollten. Ob damit auch die Systeme auch für Initiativen erschwinglich sein werden, kann er zum jetzigen Zeitpunkt nicht abschätzen, da es noch keinen Kontakt mit Geräteherstellern gibt. Vielleicht haben Gerätehersteller ja auch schon von dem System gehört und sind an einer Entwicklung marktreifer Produkte interessiert.

Quelle und Weiterführendes

• Ratiometric detection of perfluoroalkyl carboxylic acids using dual fluorescent nanoparticles and a miniaturised micro fluidic platform, nature communications, 2.12.2025 (open access)
• PFAS: Neues aus der Wissenschaft gegen die „Ewigkeitschemikalie“, LebensraumWasser, August 2025 (in diesem Beitrag werden technologische Innovationen im Zusammenhang mit PFAS erläutert),