Verwendet werden solche Tracer unter anderem auch auf Ölfeldern oder bei Geothermiebohrungen. Die Erdölwirtschaft etwa versetzt Flüssigkeiten, die in einem Bohrloch zirkulieren, mit solchen Spurstoffen, um damit Informationen über die Ölquelle oder die angebohrten Gesteinsschichten zu gewinnen. Die mit den Markierungsstoffen gewonnenen Daten zeigen auf, wo eine Firma künftig nach Öl bohren soll oder wo geothermale Energie erzeugt werden kann. Tracer helfen zudem bei der Planung von Änderungen an bestehende Ölförder-Anlagen, um die laufenden Kosten zu senken oder die Ölförderung aus einem Bohrloch zu maximieren. Diese Markierungsstoffe haben allerdings auch Nachteile: Einerseits sind viele von ihnen toxisch oder radioaktiv, andererseits ist ihre Vielfalt gering.

DNA-Strichcode kennzeichnet Produkt
Diese Mängel möchte der soeben gegründete ETH-Spin-off Haelixa beheben: Die Firma vertreibt eine neue Generation von Markierungsstoffen, die auf DNA beruhen, die äusserst vielfältig und umweltfreundlich sind.

Die DNA funktioniert dabei wie ein Strichcode: Mit den vier DNA-Bausteinen, im Labor zu einer Sequenz von 100 oder mehr Bausteinen zusammengefügt, lassen sich beliebige Kombinationen und damit eine riesige Zahl von verschiedenen Markern herstellen. Die künstliche DNA wird in ein winziges, unsichtbares Kieselerde-Partikel von 0.1 Mikrometer Grösse eingebettet. Das schützt die DNA vor dem Zerfall; dadurch hält das Molekül Temperaturen von über 100 Grad Celsius stand. Mit nur einem Nanogramm von diesem Stoff kann ein Liter Flüssigkeit eindeutig gekennzeichnet werden.

Der Einsatzzweck dieser Tracer ist breit gefächert: Man kann sie auch brauchen, um undichte Stellen in Pipelines oder von Abwasserkanälen aufzuspüren oder Markenprodukte und Rohmaterialien zu kennzeichnen. Damit können Fälschungen, illegaler Handel und Diebesgut erkannt werden. «Unsere Technologie schliesst eine grosse Lücke», ist Michela Puddu überzeugt.

Fokus auf Erdölsektor
Als Erstes möchte Haelixa aber den Erdöl- und Geothermie-Sektor erschliessen. Mit Markierungsstoffen werden derzeit weltweit rund 350 Mio. Dollar umgesetzt. In diesen Markt einzutreten, ist allerdings nicht einfach. «Wir brauchen grosse Partner, da dieser Markt konservativ ist », sagt Haelixa-Geschäftsführerin und Gründerin Michela Puddu. Sie ist deshalb daran, solche Partner zu suchen und hat diesbezüglich erste Gespräche geführt.

Haelixa bietet allerdings nicht nur die Markierungsstoffe an: Die Firma nimmt auch Proben, trennt die Partikel daraus ab und entschlüsselt die darin enthaltene DNA. Dazu müssen die Forschenden die Kieselerde-Hülle mit einer schwachen Säure auflösen. Danach können sie die DNA Baustein für Baustein analysieren. «Wir bieten ein Gesamtpaket, inklusive Analytik, Datenauswertung und Kundenbetreuung», betont Puddu.

Spin-off wurzelt in der ETH Zürich
Seinen Anfang nahm der Spin-off in der Gruppe von ETH-Professor Wendelin Stark. Puddu und ihr Kollege Gediminas Mikutis arbeiteten während ihrer Doktorarbeiten an dieser Technik – und erkannten ihr Marktpotenzial. Vor einem Jahr haben sie sich zusammengetan, um Haelixa aufzubauen, Businesspläne zu schreiben und der Firma ein Gesicht zu geben. Sie bewarben sich erfolgreich an den Spin-off-Wettbewerben Venture Kick und soeben am Royal Society of Chemistry Emerging Technologies Competition 2016. Mitte Mai dieses Jahres haben sie Haelixa als GmbH gegründet und soeben das offizielle ETH-Spin-off-Label erhalten.

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Text: ETH Zürich