Gesundheit
Diese Maske kann eine Corona-Infektion erkennen
Forscher der Universität Harvard haben tragbare Biosensoren entwickelt, die den schnellen und genauen Nachweis des Coronavirus im Atem ermöglichen.
Ein Forscherteam des Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering der Harvard University und des Massachusetts Institute of Technology hat einen Weg gefunden, tragbare Biosensoren zu entwickeln, die Krankheitserreger und Toxine erkennen und den Träger alarmieren. Über den Erfolg wird in Nature Biotechnology berichtet.
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Die Technologie
Der SARS-CoV-2-Biosensor ist das Ergebnis von drei Jahren Arbeit an der "Wearable freeze-dried cell-free" (wFDCF) Technologie. Um den Sensor herzustellen, extrahiert und gefriertrocknet das Team den molekularen Mechanismus, mit dem Zellen genetisches Material wie DNA und RNA identifizieren. Mittels synthetischer genetischer Schaltkreise werden die Sensoren dann auf bestimmte Zielmoleküle scharfgestellt. Nachdem die Sensoren durch Wasser aktiviert wurden, verfärben sie sich, wenn sie in Berührung mit den Zielmolekülen kommen. Da im Sensor keine Zellen enthalten sind, kann der Test mehrere Monate gelagert werden.
Ergebnis innerhalb von 90 Minuten
Das Team hat diese Technologie in Standard-Gesichtsmasken integriert, um das Vorhandensein des SARS-CoV-2-Virus im Atem eines Patienten zu erkennen. Die knopfaktivierte Maske liefert Ergebnisse innerhalb von 90 Minuten mit einer Genauigkeit, die mit der eines PCR-Tests vergleichbar ist. Dafür muss vom Träger 15 bis 30 Minuten in die Maske geatmet werden. Durch den Knopfdruck wird eine kleine Menge Wasser in die Maske freigelassen, wodurch die Sensoren aktiviert werden. Das Ergebnis erscheint dann auf einem Streifen, ähnlich wie bei Schwangerschaftstests.
Ein ganzes Labor auf einem Sensor
„Wir haben im Wesentlichen ein ganzes diagnostisches Labor auf einen kleinen Sensor auf synthetischer Biologiebasis geschrumpft, der mit jeder Gesichtsmaske funktioniert und die hohe Genauigkeit von PCR-Tests mit der Geschwindigkeit und den geringen Kosten von Antigentests kombiniert“, sagt Co-Erstautor Peter Nguyen, Forscher am Wyss Institute. Die Technologie kann auch auf andere Viren, Bakterien und Giftstoffe angepasst werden. „Neben Gesichtsmasken können unsere programmierbaren Biosensoren in andere Kleidungsstücke integriert werden, um unterwegs gefährliche Substanzen zu erkennen“.
Prototyp um 4,20 Euro erhältlich
Der Prototyp der Maske kostet rund fünf Dollar (entspricht 4,20 Euro), ein Endprodukt könnte sogar noch günstiger hergestellt werden.