In der Pflanzenzüchtung ist es wichtig, bestimmte Merkmale im Erntegut von Samen zu identifizieren und nachvollziehen zu können. Dies ist insbesondere wichtig, um den Zuchtwert von Pflanzen oder deren Nachkommen in den Folgegenerationen zu verbessern. So wird beispielsweise bei der der Züchtung von Ölpflanzen darauf geachtet, dass die besonders ölhaltigen Samen weitergezüchtet werden.
Zur Auslese benötigt die Pflanzenforschung schnelle und zerstörungsfreie Methoden, um die genauen Eigenschaften einzelner Samen aus einer Vielzahl von Samen zu bestimmen. Insbesondere müssen die Messungen bis zu den einzelnen Samen zurück verfolgbar sein, um Samen anhand ihrer Eigenschaften selektieren zu können.
Mit ihrer langjährigen Erfahrung in der Pflanzenzüchtung haben Prof. Albrecht E. Melchinger und Franz Mauch vom Lehrstuhl für Pflanzenzüchtung an der Universität Hohenheim ein neuartiges Sortiergerät entwickelt, das es ermöglicht, einzelne Samen schnell und zerstörungsfrei analysieren und sortieren zu können.
Es gibt bislang verschiedene Messmethoden zur Analyse der Eigenschaften einzelner Samen, beispielsweise die Lösungsmittelextraktion, die mikrowellenunterstützte Extraktion oder die Soxtherm-Extraktion. Allerdings sind diese Methoden zeitaufwendig und arbeitsintensiv und es werden oft auch Chemikalien verwendet, die das Saatgut oder seine Bestandteile zerstören können. Deshalb wurden Methoden entwickelt, welche die kernmagnetische Resonanz (NMR) als eine schnelle, zerstörungsfreie und präzise Messmethode zur Bestimmung der Eigenschaften einzelner Samen verwenden.
Am Institut für Pflanzenzüchtung der Universität Hohenheim haben die beiden Erfinder eine Vorrichtung entwickelt, wie man den Ölgehalt einer großen Anzahl von Samen zeitsparend analysieren und gleichzeitig die Samen nach ihrem Ölgehalt sortieren kann. Das Forscherteam hat ein vollautomatisches Hochdurchsatzgerät für die Vereinzelung, das Wiegen und die Ölmassenmessung mittels NMR und die Sortierung einzelner Samen entwickelt. Das Gerät ist modular aufgebaut und umfasst ein Probenahmegerät und ein Endmodul, das die Samen nach ihrem Ölgehalt sortiert. Die Samen werden in der Vorrichtung pneumatisch bewegt und können schließlich in einem Gittermuster auf eine Schale gelegt werden. Dabei ist es unerheblich, wie groß das Saatgut ist. Ein Computer verfolgt die Platzierung jedes einzelnen Samens und identifiziert beispielsweise die oberen 10 % der Samen anhand ihres Ölgehalts.
Ausgangspunkt für die Forschungen in Hohenheim war die Messung des Ölgehaltes. Da sich die Erfindung aber nicht ausschließlich auf die Ölgehaltsmessung bezieht, sind nach Prof. Melchinger jedoch auch andere physikalische Messverfahren denkbar, wie beispielsweise eine Analyse der Mikronährstoffe. Auch eine Sortierung in Kategorien ist möglich, wie z.B. die Unterscheidung zwischen haploiden und diploiden Samen. Nicht zuletzt wäre das Verfahren einsetzbar für die Qualitätskontrolle von Tabletten und ähnlich geformten Objekten.
Das Gerät ist einfach zu handhaben und vollautomatisch, so dass es zum Beispiel über Nacht betrieben werden kann.
Die Erfindung wurde zum Patent angemeldet (DE und EP erteilt, CA und US anhängig). Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Universität Hohenheim bei der Patentierung und Vermarktung der Innovation. TLB ist mit der wirtschaftlichen Umsetzung dieser zukunftsweisenden Technologie beauftragt und bietet Unternehmen Möglichkeiten der Zusammenarbeit und Lizenzierung der Schutzrechte.
Für weitere Informationen: Innovationsmanager Dr. Frank Schlotter (schlotter@tlb.de)
Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH ist eine Agentur für Erfindungs- und Patentmanagement in Deutschland. TLB begleitet Erfindungen von Hochschulen, Unternehmen und Erfindern auf ihrem Weg von der ersten Idee bis zum wirtschaftlichen Produkt.
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