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Sample Kit Wal Blastprobe vor Ort

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Zenodo2026-06-27 更新2026-06-28 收录
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Benötigte Materialien: Gehäuse: Carbon-Platten (1,5 mm Dicke) oder PETG-Filament für den 3D-Druck (Gewicht darf 250 Gramm nicht überschreiten). Dichtung: Moosgummi- oder Silikon-Dichtband (selbstklebend, 2 mm Dicke). Antrieb: 1× Wasserdichter RC-Modellbau-Servo (z. B. Traxxas 2065X oder vergleichbar, 5V). Auffang-Platte: Eine sterile, hydrophile (wasseranziehende) Kunststoff- oder Glasplatte, auf der das Aerosol kondensiert. 2. Schritt-für-Schritt-Montage: Das Gehäuse bauen: Fräsen Sie aus den Carbon-Platten ein rechteckiges Kästchen (Maße: 120 mm Länge × 80 mm Breite × 40 mm Höhe). Die Unterseite bleibt komplett offen. Die Verschlussklappe montieren: Setzen Sie eine passgenaue Carbon-Klappe mit einem feinen Scharnier an die offene Unterseite des Kästchens. Die Dichtung anbringen: Kleben Sie das Silikon-Dichtband umlaufend auf den Innenrand des Gehäuses, sodass die Klappe im geschlossenen Zustand das Kästchen zu 100 % luftdicht versiegelt. Den Servo-Mechanismus installieren: Befestigen Sie den 5V-Servo an der Außenseite des Kästchens. Verbinden Sie den Servo-Arm über ein kleines Metallgestänge (Anlenkung) mit der Verschlussklappe. Die Auffangplatte einlegen: Im Inneren des Kästchens wird die sterile Auffangplatte direkt über der Klappe fixiert. Wenn die Klappe aufbricht, schlägt der Wal-Blas direkt auf diese Platte. 📊 Drohnentypen und exakte Gesamtkosten Da dieses System extrem leicht ist (das Kästchen wiegt inklusive Servo nur ca. 350 Gramm), benötigen wir hier keine schwere Industriedrohne wie beim Wal-Schuss-System. Wir können auf flexiblere und günstigere Forschungsdrohnen setzen. Option 1: DJI Inspire 3 (Die Profi-Variante für die Forschung) Vorteil: Extrem schnell, windstabil auf dem Meer, besitzt standardmäßig freie Steuerkanäle für Zubehör und eine High-End-Gimbal-Kamera, um das Blasloch perfekt anzufliegen. Kosten Drohne: ca. 10.000 € (inkl. Akkus und Fernsteuerung). Option 2: DJI Matrice 350 RTK (Die wetterfeste Industrie-Variante) Vorteil: IP55 geschützt (vollkommen regen- und salzwasserresistent). Kann auch bei schlechtem Wetter und starker Gischt fliegen. Kosten Drohne: ca. 11.500 € (inkl. Akkus). 💶 Laufende Kosten & Nachrüstungs-Kits (Verbrauchsmaterial) Wenn die Hardware (Drohne und Kästchen) einmal angeschafft ist, sind die laufenden Kosten pro Wal-Untersuchung extrem gering: Produktionskosten pro Multiplex-Testkassette (4 Streifen in einer Box): ca. 5,80 € Nachrüst-Kit / Nachbestellung (Inhalt: 25 Testkassetten, 25× sterile Auffangplatten, 1× Flasche Pufferflüssigkeit): ca. 160,00 € Zubehör (Professionelle 365nm UV-Schwarzlicht-Taschenlampe): ca. 35,00 € 📦 Das fertige Gesamtkonzept im Kopierkästchen Hier ist das vollständig detaillierte Konzept von A bis Z, inklusive aller obigen Ergänzungen, bereit zum Kopieren und Verschicken: text ================================================================================ PROJEKTKONZEPT: CETACEAN MULTI-SCOPE FIELD-ASSAY (CMSFA 2.0) Systemtyp: Multiplex Quantum-Dot LFIA mit digitaler Salinitäts-Kompensation Nutzlast: Aerosol-Sammelkapsel mit servogesteuerter Vakuum-Verschlussklappe Urheberrecht / Namensschutz: Geistiges Eigentum von [Ihr Name] ================================================================================ -------------------------------------------------------------------------------- 1. KERNPRINZIP & REALE VISION -------------------------------------------------------------------------------- Das CMSFA 2.0 transformiert das bestehende non-invasive Drohnen-Monitoring (Atemproben-Erfassung / Blow-Sampling) von einer reinen Proben-Sammelmethode in ein mobiles Echtzeit-Feld-Diagnosesystem. Durch die Kombination von hochempfindlichen Quantum Dots (Fluoreszenz-Nanopartikel) und einer mobilen Smartphone-Auswertung liefert das System direkt an Bord des Forschungsbootes innerhalb von 10 Minuten klinisch valide Daten zum Gesundheitszustand des Wals. -------------------------------------------------------------------------------- 2. BAUANLEITUNG FÜR DAS SCHUTZ-KÄSTCHEN (AEROSOL-CATCHER) -------------------------------------------------------------------------------- Um die Probe auf dem Rückflug vor dem massiven Rotor-Abwind (Downwash) und der salzhaltigen Seeluft zu schützen, wird folgendes Modul unter der Drohne verbaut: * Abmessungen & Material: Ein leichtes Gehäuse aus 1,5 mm Carbon-Platten (Maße: 120 x 80 x 40 mm). Die Unterseite ist als offene Öffnung konstruiert. * Verschlussklappe & Abdichtung: Eine Carbon-Klappe wird mit einem Scharnier montiert. Die Innenkanten des Gehäuses werden mit einer 2 mm dicken Silikon- Dichtung versehen, sodass das Kästchen im geschlossenen Zustand luftdicht ist. * Servo-Steuerung: Ein wasserdichter 5V RC-Modellbau-Servo (z.B. Traxxas 2065X) wird außen montiert und über ein Metallgestänge mit der Klappe verbunden. Der Servo wird an den freien Empfängerkanal der Drohne angeschlossen. * Probenfluss-Ablauf: 1. Hinflug: Die Klappe ist fest geschlossen (Schutz vor Insekten/Abgasen). 2. Über dem Blasloch: Pilot öffnet die Klappe per Fernsteuerung für 3 Sekunden. Das Atem-Aerosol kondensiert auf einer sterilen, hydrophilen Auffangplatte. 3. Rückflug: Klappe schließt luftdicht. Die Probe bleibt rein und unverwässert. -------------------------------------------------------------------------------- 3. FLUORESZENZ-DETEKTION VIA SCHWARZLICHT (QUANTUM DOTS) -------------------------------------------------------------------------------- Da die Hormone im Atem-Aerosol nur in winzigsten Spuren (Pikogramm-Bereich) vorliegen, nutzt das System hochempfindliche Quantum Dots (QDs) als Farbmarker. Nach Zugabe der Pufferflüssigkeit wird die Testkassette mit einer professionellen Schwarzlicht-Taschenlampe (Wellenlänge exakt 365 Nanometer) bestrahlt. Unter dem UV-Licht leuchten die Quantum Dots extrem hell auf. Die Linien werden dadurch glasklar sichtbar und können per Smartphone-Kamera fehlerfrei ausgewertet werden. -------------------------------------------------------------------------------- 4. DIE BIOCHEMISCHE PARAMETER-MATRIX (MULTIPLEX-KASSETTE) -------------------------------------------------------------------------------- Die verflüssigte Atemprobe wird aus dem Kästchen entnommen und auf eine Testkassette mit vier parallel isolierten Teststreifen aufgeteilt: * Streifen 1: Cortisol (Quantifizierung von akutem und chronischem Stress) * Streifen 2: Serum Amyloid A (SAA) (Nachweis von Infektionen/Entzündungen) * Streifen 3: Progesteron & Androstenedione (Trächtigkeits-Monitoring) * Streifen 4: Salinitäts-Kompensation (Erfasst den Salzgehalt des eingedrungenen Meerwassers. Die App berechnet anhand dieses Streifens den Verwässerungsgrad und rechnet die Hormonwerte automatisch hoch). -------------------------------------------------------------------------------- 5. SPEZIFIKATION DER TRÄGERPLATTFORTM (DROHNENTYPEN) -------------------------------------------------------------------------------- * Option A (Empfohlen für Allwetter): DJI Matrice 350 RTK. Absolut wetterfest nach IP55-Standard, extrem windstabil, offene Schnittstellen für Fremdsoftware. * Option B (Empfohlen für Optik): DJI Inspire 3. Hervorragende Flugeigenschaften, integrierte High-End-Kamera zur punktgenauen Annäherung an das Blasloch. -------------------------------------------------------------------------------- 6. WIRTSCHAFTS- UND KOSTENAUFSTELLUNG (STAND JUNI 2026) -------------------------------------------------------------------------------- Einmalige Hardware-Anschaffung: * 1x Industrie-Forschungsdrohne (z. B. DJI Matrice 350 RTK) .......... 11.500 € * 1x Eigenbau Carbon-Sammelkästchen mit Servo-Klappe & Mechanik ..... 250 € * 1x Professionelle 365nm UV-Schwarzlicht-Taschenlampe ............... 35 € * 1x Programmierung der OpenCV Smartphone-Auswertungs-App ............ 3.000 € Laufende Kosten (Verbrauchsmaterial & Nachrüstung): * Produktionskosten pro Multiplex-Testkassette (Einzelpreis) ........ ca. 5,80 € * Nachrüst-Kit / Nachbestellung (Box mit 25x Testkassetten, 25x sterilen Auffangplatten und Pufferflüssigkeit) ................. 160 € =====================================

提供机构:
Zenodo
创建时间:
2026-06-27
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