Op het gebied van sensoren is heel veel gaande, zegt Arie Draaijer, mede-oprichter en business manager van de jonge sensorontwikkelaar Sendot. “Het is een discipline waar je brede kennis voor nodig hebt, van fluorescente stoffen en polymeren, optiek en spectroscopie tot microelektronica. Het wordt ook steeds leuker, de mogelijkheden in de technologie exploderen. Als je voldoende kennis in huis hebt is er heel veel mogelijk.”
Draaijer deed bij TNO uitgebreide ervaring op in de sensortechnologie. Bij een spin-off van een onderdeel van TNO werd hij gevraagd mee te gaan, maar het bedrijf waarin hij na een reorganisatie terecht kwam ging een paar jaar later failliet. De Delft Research Group bleek echter geïnteresseerd in de sensortechnologie voor in situ metingen in bijvoorbeeld de tuinbouw. Zij hadden ervaring op dat vlak. “Traditioneel worden op gezette tijden monsters genomen en naar het lab gestuurd voor analyse. De trend is dat steeds meer van dergelijke metingen in situ gebeuren, dus bijvoorbeeld in het wortelmilieu bij planten of in de processtroom van een productieproces. Onze sensoren zijn daar geschikt voor,” vertelt Draaijer. Bert van Tol van de Delft Research Groep wilde wel investeren. Met deze investering richtte Draaijer samen met Kevin Tomson in 2015 Sendot research op en heeft sindsdien de dagelijkse leiding. Bert van Tol is directeur.

Optochemische metingen
Sendot is gespecialiseerd in zogeheten optochemische sensoren, die Draaijer zo’n vijftien jaar geleden bij TNO als een van de eerste mee hielp ontwikkelen. Optochemisch wil zeggen dat je chemische parameters meet met optische technieken. In de praktijk gaat het meestal om de verandering van fluorescentie van een stof in een coating onder invloed van een stof in het analyt.
De pH-sensor van Sendot werkt op deze manier. De coating van de sensor bestaat uit een polymeer waaraan een organische stof gebonden is die fluoresceert na beschijnen met licht. Binding van protonen beïnvloedt de intensiteit van de fluorescentie zodat je op die manier de pH van een oplossing kunt bepalen. Draaijer wil niet zeggen welke fluorescerende stof hij gebruikt. “Dat is het geheim van de smid. De truc is om een stof te bedenken die een brede pKa heeft voor een breed pH-bereik van de sensor en tegelijkertijd zijn fluorescentie behoudt. Die stof hebben wij zelf ontwikkeld. Daarnaast is de binding aan de polymeermatrix belangrijk. De stof mag niet uit de matrix lekken of degraderen onder invloed van licht, vocht, enzovoort. Wij hebben hiermee een sensor ontwikkeld die kosteneffectief is en een breed pH-bereik heeft van 3,0 tot 8,5, gunstig voor biologische en biochemische toepassingen.”
Een andere bijzondere ontwikkeling van Sendot is de gecombineerde temperatuur-zuurstofsensor. Voor het meten van zuurstof wordt zogeheten fluorescentie-decay gebruikt. Daarbij wordt een fluorescerende indicatorstof met licht in de aangeslagen toestand gebracht en wordt gemeten hoe lang het duurt voordat deze weer vervalt naar de grondtoestand. De aanwezigheid van zuurstof versnelt het vervalproces, zodat je de hoeveelheid zuurstof kunt afleiden uit de vervalcurve. Maar dat proces is temperatuurafhankelijk, legt Draaijer uit. “Meestal wordt dan apart de temperatuur gemeten voor een correctie, maar in een snel veranderende omgeving zoals in een productieproces leidt dat altijd tot fouten in de compensatie. Wij hebben in de sensorcoating een tweede indicator gebracht die wel op temperatuur maar niet op zuurstof reageert. Zo kunnen we de meting direct corrigeren.” Volgens Draaijer is Sendot de enige met zo’n soort combinatiesensor.

Van tuinbouw naar lab
De toevoeging ‘research’ aan de bedrijfsnaam betekent dat het bedrijf de technologie die het zelf ontwikkelt toepast bij het oplossen van vragen van klanten. Zo had het bedrijf MicroLAN een bestaand apparaat dat de besmetting moet meten van drinkwater met de E. coli-bacterie, maar dat was te groot en te duur. “Wij hebben onze optiek en elektronica in dit bestaande apparaat gebouwd. De sensor is gebaseerd op een enzymomzetting waarbij fluorescente stoffen vrijkomen in aanwezigheid van de bacterie. Met onze optiek en elektronica kun je dit nu snel en gevoelig meten. Het apparaat is veel kleiner en goedkoper geworden.”
Sendot is begonnen met het leveren van sensoren voor de agrosector, vanuit de ervaring van Draaijer. “Ik ben van mening dat het meten van zuurstof en temperatuur tussen de wortels van de planten een boost kan geven in de tuinbouw. Meten in het wortelmilieu wordt niet veel gedaan en kan leiden tot nieuwe teeltstrategiën, gezondere wortels en verminderen van ziektes.” Hij geeft een voorbeeld: “Als je planten water geeft bij hoge temperatuur en veel licht, dan is het zuurstofverbruik bij de wortels door zowel de wortels als de micro-organismen zo hoog dat de zuurstofconcentratie naar nul daalt. Dat kun je met onze sensoren meten en de watergeefstrategie aanpassen. Zuurstof aan het water toevoegen helpt nauwelijks omdat het zuurstofverbruik daarvoor te hoog is. Veel beter is bijvoorbeeld het water uit de mat te laten zodat er lucht bij kan.”
Afgelopen jaar heeft Sendot ook applicaties voor de laboratoriummarkt en de foodsector ontwikkeld. “De technologie is hetzelfde, de vereiste nauwkeurigheid is voor het lab soms hoger. Deze technologie kun je ook toepassen met de coating met lichtgevoelige stof los van de lichtgeleider, als een soort stickertje dat je overal op kunt plakken. Dan is er heel veel mogelijk. Een voorbeeld is single-use, waarbij de coating binnenin een container kan worden geplaatst en eventueel mee-gesteriliseerd. De mogelijkheden zijn oneindig.”

Bedrijf van formaat
Draaijer en van Tol zitten vol toekomstplannen voor het bedrijf. De volgende sensor die op de markt moet komen zal waarschijnlijk zijn voor het meten van CO2 bijvoorbeeld in water, in verpakkingen of voor de ventilatiemarkt. Daarnaast is Sendot in overleg met een bedrijf dat single-use fermentoren maakt, om sensoren direct in de reactor te bouwen. Draaijer verwacht daar begin volgend jaar meer nieuws over. In de tussentijd verhuist het bedrijf van de startup-lokatie in Bunnik naar een groter pand in Houten en willen ze uitbreiden van zeven naar tien werknemers. De sensoren maken ze dan nog steeds zelf, net als nu. “Binnen een jaar of vijf verwacht ik een speler van formaat te zijn, met zo’n 25 werknemers. We hebben unieke kennis, zijn benaderbaar en denken mee over oplossingen. En de markt is groot genoeg!”

Dit artikel is gepubliceerd in C2W1, 2019.