Forschende des Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT) und der Chungnam National University haben einen mikrofluidischen Chip entwickelt, der Schadstoffe wie Perfluoroktansäure (PFOA) und Carbamazepin direkt aus feststoffhaltigen Proben extrahiert und analysiert – ohne vorherige Filtration oder andere Vorbehandlung. Die Arbeit erschien als Titelartikel in der Fachzeitschrift ACS Sensors.

Herkömmliche Methoden zur Analyse von Umwelt-, Trinkwasser- oder Lebensmittelproben erfordern meist mehrere Schritte: Entfernung von Feststoffen durch Filtration, Extraktion und Anreicherung. Bei trüben Proben kann die Filtration jedoch Spurenstoffe mit entfernen oder die Ergebnisse verfälschen. Der neue Chip nutzt eine „Trap“-basierte Architektur: Ein kleiner Extraktions-Tröpfchen bleibt in einer Mikrokammer gefangen, während die Probe kontinuierlich durch einen benachbarten Kanal fließt. Zielmoleküle diffundieren selektiv in den Tröpfchen, Festpartikel wie Sand passieren ungehindert.

Nach der Extraktion lässt sich der Tröpfchen entnehmen und direkt analysieren, etwa per HPLC. Die Forscher demonstrierten die Wirksamkeit: PFOA wurde innerhalb von fünf Minuten aus künstlichem Schmutzwasser extrahiert und nachgewiesen. Carbamazepin, ein Rückstand aus Arzneimitteln, konnte direkt aus einer sandhaltigen Aufschlämmung isoliert und identifiziert werden.

Das kompakte, automatisierbare System reduziert Analysezeit, Lösemittelverbrauch und potenzielle Fehlerquellen erheblich. Es eignet sich besonders für die Vor-Ort-Überwachung von Umweltverschmutzungen, Lebensmittelsicherheit und pharmazeutischen Rückständen – etwa von PFAS („Ewigkeitschemikalien“), die weltweit strengere Grenzwerte erhalten.

Die Entwicklung stellt einen praxisrelevanten Fortschritt in der analytischen Chemie dar. Der Trap-Ansatz löst ein echtes Problem trüber Matrices elegant durch gezielte Diffusion und vermeidet Partikelstörungen. Stärken liegen in der hohen Selektivität, kurzen Extraktionszeit, geringen Ressourcenverbrauch und dem Potenzial für tragbare oder feldtaugliche Geräte. Die Relevanz ist hoch für die Überwachung regulierter Schadstoffe wie PFAS und Arzneimittelrückstände, insbesondere in Regionen mit begrenzter Laborausstattung.

Original paper:

Trap-Based Microfluidic Device with Retrievable Droplet for the Analysis of Pollutants from Slurry Solutions | ACS Sensors

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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