Die LED-LSPR-Plattform ist eine schnelle und mobile (in-situ) Detektionstechnologie zum Nachweis von Krankheitserregern in Wasserproben, basierend auf den optischen Eigenschaften von Edelmetall-Nanopartikeln und einer multispektralen optischen Auslese unter Verwendung von LEDs als Lichtquelle.
Die Technologie-Entwicklung wurde im Projekt „NanoWater“ im Rahmen der Deutsch-Israelischen Wassertechnologie-Kooperation durchgeführt (Förderkennzeichen: 02WIL1521).
Das Prinzip der LED-LSPR (localized surface plasmon resonance) basiert auf den optischen Eigenschaften von plasmonischen Nanoarrays, die aus Nanopartikelspots auf einem Chip bestehen. Die Spots können mit unterschiedlichen Rezeptoren für die Erreger-DNA ausgestattet werden. Bei Anwesenheit eines Erregers ändert sich die Resonanz (Farbe) der entsprechenden Spots. Diese Resonanzverschiebung kann mit dem LED-basierten Detektor spektral und ortsaufgelöst ausgelesen werden. Durch Änderung der Belichtungswellenlänge durch Einschalten einzelner LEDs entsteht eine Intensitätskarte des detektierten Feldes. Nach dem Zusammensetzen der 6 LED-induzierten Bilder kann das Spektrum in jedem Pixel des Feldes am Computer bestimmt werden. Nachdem die aus der Wasserprobe amplifizierte Erreger-DNA spezifisch an einen der Rezeptoren bindet, kann für diesen Spot eine Resonanzverschiebung detektiert und damit die Art des Erregers bestimmt werden. Auf diese Weise können auch mehrere unterschiedliche Erreger gleichzeitig nachgewiesen werden.
Das System ist das Ergebnis einer einzigartigen Kombination aus verschiedenen Forschungsbereichen der Wassermikrobiologie, Molekularbiologie, Bioinformatik und plasmonischen Nanoarray-Technologien. Die Technologie ermöglicht eine schnelle (<6h) Vor-Ort-Detektion und Identifizierung verschiedener Wasserpathogene im Wasser.
