Herr MSc. Matthias Schäfer hat erfolgreich seine Promotion zum Dr.-Ing. mit dem Thema "Entwicklung eines Smartphonephotometers zur Anwendung in der Umweltanalytik und dem Weinbau" abgeschlossen. Die BioVT wünscht ihm viel Erfolg im weiteren Lebensweg!
Die Entwicklung des ersten 3D-druckbaren Smartphonephotometers zur Erfassung kinetischer und statischer Messdaten enzymatischer, biologischer und chemischer Reaktionen am Smartphone ohne den Einsatz zusätzlicher elektronischer Komponenten oder aufwändiger optischer Komponenten wird vorgestellt. Die Entwicklung erfolgt sowohl im Bereich der Umweltanalytik zum Nachweis von Schwermetallbelastungen in Gewässerproben im Rahmen von Citizen Sciences Anwendungen als auch als point of need Analysesystem zum industriellen Einsatz in Winzereibetrieben unter jeweils angepassten Zielsetzungen und Beispielsystemen. Für die verschiedenen Anwendungsbereiche werden unterschiedliche Systeme mit angepassten Zielsetzungen entwickelt. Ein küvettenbasiertes System wird in Hinblick auf die Anforderungen des Citizen Sciences Bereichs entwickelt. Ein kapillarbasiertes Smartphonephotometer und –Nephelometer wird entwickelt um den Anforderungen in Winzereibetrieben optimal zu entsprechen.
Verwendung finden im Bereich der Umweltanalytik enzymatische Assay, die in herkömmlichen Küvetten durchgeführt werden. Die Assay beruhen auf der Erfassung inhibitorischer Effekt auf die Aktivität von Enzymen und Enzymkaskaden durch Schwermetallbelastungen in Gewässerproben. Im Anwendungsfeld der Weinanalytik werden chemisch/biologische Parameter am Smartphonephotometer bestimmt. Die photometrische Analyse wird in vorkonfektionierbaren Assaykapillaren durchgeführt. Dies ermöglicht die Realisierung minimaler Anforderungen an die durchführenden Personen bei maximaler Reproduzierbarkeit der Untersuchungsergebnisse.
Die Smartphonephotometer sind unter Verwendung der smartphoneeigenen Blitzlicht-LED als Lichtquelle in der Lage Änderungen der Extinktion in den Wellenlängenbereichen von etwa 425-560 und 625-675 nm zu quantifizieren. Die Einschränkung der spezifischen Wellenlänge wird durch die inhomogenen Emissionsspektren der LED der Blitzlicht-LED des Smartphones verursacht. Nephelometrische Trübungsmessungen können bis zu einer Trübung von 250 FNU quantitativ durchgeführt werden.