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Schnelldetektionsverfahren für fluoreszenzmarkierte biologische Tracerpartikel zur Untersuchung der Ausbreitung von luftgetragenen Mikroorganismen sowie der Validierung von Ausbreitungssimulationen

Projekt

Produktionsverfahren

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Produktionsverfahren


Förderkennzeichen: TI-AT-08-PID1426
Laufzeit: 01.09.2013 - 30.04.2016
Forschungszweck: Bestandsaufnahme & Abschätzung

Geplante Stallbauten rufen immer häufiger Widerstand in der Bevölkerung hervor. Der Grund dafür: Emissionen von Bioaerosolen aus Tierställen. Wir entwickeln Messsysteme, um zuverlässige Daten zu erheben und für eine gesundheitliche Bewertung zur Verfügung zu stellen. Die Luft in Tierställen enthält große Mengen Mikroorganismen wie Bakterien und Schimmelpilze, die über die Abluft auch nach außen gelangen. Anwohner befürchten häufig, dass diese sogenannten Bioaerosole die Gesundheit der Menschen beeinträchtigen können. Auch besteht die Gefahr, dass sie Krankheiten zwischen Tierbeständen übertragen. Über welche Entfernungen und bei welchen Bedingungen dies stattfinden kann, ist weitgehend unklar. Dies über Konzentrationsmessungen vor Ort zu ermitteln, ist mit einem großen logistischen Aufwand und hohen Kosten verbunden. Daher ziehen Experten häufig Computermodelle heran, um die Ausbreitungsentfernungen zu berechnen. Die klassischen Modelle wurden jedoch ursprünglich für die Simulation von Gasen oder Staub entwickelt und nicht für lebende (Mikro-)Organismen. Unser Ziel ist es, eine Methode zu entwickeln, mit der wir testen können, ob bestehende Computermodelle die Ausbreitung von Mikroorganismen zufriedenstellend vorhersagen. Mit der Firma Palas aus Karlsruhe markieren wir harmlose Mikroorganismen mit einem ungiftigen Farbstoff, der unter UV-Licht fluoresziert. Dann entwickeln wir eine Messzelle, die die so markierten „Tracerpartikel“ in der Luft in Echtzeit detektieren kann. Wenn wir nun mehrere Milliarden der Tracerpartikel in einem Stall in die Luft sprühen, können wir messen, wie viele davon nach außen gelangen und wie weit sie fliegen. Die Messdaten vergleichen wir mit dem Ergebnis der Computersimulation und können so das entsprechende Modell bewerten. Für die Entwicklung der Tracerpartikel setzen wir klassische mikrobiologische Methoden und verschiedene Fluoreszenz-Färbetechniken ein. Die Entwicklung der Messzelle erfordert von der Firma Palas großes Knowhow im Bereich der Partikeldetektion mit Aerosolspektrometern.

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