Monitoring and detection of biotic and abiotic pollutants by electronic, plants and microorganisms based sensors - MOBILES

Projektleiter: Dr.-Ing. G. Sourkouni

Förderzeitraum: 06/2024 – 12/2027

Förderstelle: EU Commission  HORIZON-RIA

Topic:  HORIZON-CL6-2023-ZEROPOLLUTION-01

Derzeit gibt es keine validierten tragbaren Tests oder Biosensoren für Luft-, Boden- oder Wasserqualitätskontrolle von Krankheitserregern, neu auftretenden Chemikalien (CECs) und persistenten mobilen Chemikalien (PMCs). Daher werden solche Geräte von allen Beteiligten mit Spannung erwartet, um eine erfolgreiche Kontrolle und Prävention von Kontaminationen und Infektionen zu gewährleisten. Das MOBILES-Konsortium wird einen interdisziplinären Rahmen aus Fachwissen und Werkzeugen zur Überwachung, Erkennung und folglich Eindämmung der Verschmutzung durch Krankheitserreger, CECs und PMCs entwickeln und so der Gesundheit von Mensch und Umwelt zugutekommen.

Das MOBILES-Konsortium wird daran arbeiten, die folgenden Ziele zu erreichen:

• Entwicklung elektronischer Biosensoren zur Überwachung organischer Chemikalien (Pestizide, Hormone) sowie antimikrobieller Resistenzbakterien und Krankheitserreger in Wasser, Boden und Luft;
• Entwicklung eines auf Organismen basierenden Biosensors zur Erkennung organischer und anorganischer Verschmutzungen in Wasser und Boden;
• Untersuchung der Umweltleistung entwickelter Organismen und Geräte;
• Metagenomische Analyse von Organismen, die verschmutzte Gebiete verlassen, um die Suche nach verschiedenen Funktionalitäten über mehrere Gencluster hinweg zu ermöglichen.

Durchführung von Sicherheitstests (z. B. EFSA), um die Auswirkungen entwickelter Organismen auf die natürliche Umwelt zu bewerten. Die auf Organismen basierenden Biosensoren werden aus gentechnisch veränderten chemilumineszierenden Bakterien bestehen, die in der Lage sind, Antibiotika, Schwermetalle und Pestizide im Wasser zu erkennen; gentechnisch veränderte Pflanzen, die ihre Farbe ändern, wenn Arsen im Boden vorhanden ist; und marine Kieselalgen, die zur Erkennung des Biokunststoffabbaus in Meeres- und Wasserumgebungen eingesetzt werden sollen. Entwickelte Geräte und Organismen werden durch den Einsatz flexibler Technologien umgesetzt, die eine einfache Anpassung an andere biotische und abiotische Schadstoffe gewährleisten können. Geräte und Organismen könnten nach ordnungsgemäßer Validierung und Zulassung von Verbrauchern, Inspektionsdiensten und Industriebetreibern sowie Umweltnotfallhelfern zur Überwachung und Erkennung von PMCs, CECs und Krankheitserregern in Wasser, Luft und Boden verwendet werden.

Currently there are no portable test or biosensors validated for air, soil or water quality control for pathogens, Chemicals of Emerging Concern (CECs) and Persistent Mobile Chemicals (PMCs), so such devices are much awaited by all stakeholders to ensure successful control and prevention of contamination and infections. Mobiles consortium will develop an interdisciplinary framework of expertise, and tools for monitoring, detection, and consequently mitigation of pollution from pathogens, CECs, PMCs, thus benefiting human and environmental health. Mobiles consortium will work to achieve the following objectives: Develop electronic biosensors for monitoring organic chemicals (pesticides, hormones) and antimicrobial resistance bacteria and pathogens in water, soil and air; Develop organism-based biosensor for detection of organic and inorganic pollution in water and soil; Study environmental performance of developed organisms and devices; Metagenomics analysis of organisms leaving in polluted areas in order to enable searches for diverse functionalities across multiple gene clusters Perform safety tests (e.g., EFSA) to assess the impact of developed organisms on the natural environment. Organism-based biosensor will consist on genetically modified chemiluminescent bacteria able to detect antibiotics, heavy metals, and pesticides in water; genetically modified plants that will change colour when in the soil is present arsenic; and marine diatoms that will be used to detect bioplastic degradation in marine and aquatic environments. Developed devices and organisms will be implemented by using flexible technologies, which can guarantee an easy adaptation to other biotic and abiotic pollutants. Devices and organisms, after proper validation and approval, could be used by consumers, inspection services and industry operators, as well as environmental emergency responders to monitor and detect PMCs, CECs and pathogens in water, air and soil.