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pte20170216028 Forschung/Entwicklung, Umwelt/Energie

Cleverer Handschuh leuchtet, wenn er auf Gift stößt

Manipulierte Bakterien für Ärzte im Labor als Frühwarnsystem nutzbar


Intelligenter Fingerkuppen-Sensor und Sensor-Bandage (Fotos: web.mit.edu)
Intelligenter Fingerkuppen-Sensor und Sensor-Bandage (Fotos: web.mit.edu)

Cambridge (pte028/16.02.2017/12:30) - Ärzte und Labortechniker werden dank eines am Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://web.mit.edu entwickelten Handschuhs künftig rechtzeitig gewarnt, wenn sie auf Giftstoffe oder Krankheitserreger stoßen. Dann leuchten die Fingerkuppen nämlich grell auf. Sie ähneln den dünnen Latexhandschuhen, die Hausfrauen überstreifen, wenn sie Fenster oder Sonstiges reinigen.

"Lebendes Material"

Die Spezialanfertigung besteht laut den Forschern aus "lebendem Material", einem elastischen Hydrogel, in das sie genmanipulierte Mikroorganismen eingesperrt haben. Diese haben gleich zwei Fähigkeiten: Wenn sie Schadstoffe erkennen, beginnen sie zu phosphoreszieren. Die MIT-Forscher haben mehrere Handschuhtypen hergestellt. Eine Version besteht aus Latex. Lediglich die Fingerkuppen sind von lebendem Material bedeckt. Auch Bandagen, die Veränderungen der Haut erkennen, sind machbar.

Das Hydrogel lässt sich mit manipulierten Bakterien bestücken, die auf unterschiedliche Schadstoffe und Krankheitserreger reagieren, sagt Timothy Lu, Dozent für Bio-, Computer und Ingenieurwissenschaften am MIT. Es sei gewissermaßen ein Frühwarnsystem. Bisher sind derart manipulierte Mikroorganismen wie das Bakterium Escherichia coli lediglich in Petrischalen im Labor gezüchtet worden.

Feuchte Hydrogel-Haut

Die Aufgabe der MIT-Forscher war es, dafür zu sorgen, dass die Bakterien in der Hydrogel-Haut Feuchtigkeit und Nährstoffe finden. Einige benötigen zudem Sauerstoff. Gleichzeitig mussten die Experten verhindern, dass die Mikroorganismen ausbüxen. Manche Forscher setzen gefriergetrocknete Mikroorganismen ein, die sie in Papierstreifen fixieren. Doch deren Sensibilität für Schadstoffe ist weitaus geringer als die von lebenden Zellen.

Die Lösung ist ein Hydrogel, das zu 95 Prozent aus Wasser besteht, aber dennoch flexibel und reißfest ist wie ein Latexhandschuh. Ein Praktikerteam machte sich schließlich daran, die manipulierten Mikroorganismen darin zu fixieren. Es öffnete in dem Material feinste Kanäle, in die die Zellen diffundierten. Zum Schluss landete es in einer Nährstofflösung, die vom Hydrogel aufgenommen wurde.

Als erstes stellten die MIT-Wissenschaftler einen Film mit vier Kanälen her, in die sie Mikroorganismen füllten, die beim Kontakt mit einer bestimmten Chemikalie grün aufleuchteten. Schließlich übertrugen sie den bakteriengefüllten Film auf einen Handschuh. Jede Fingerkuppe dotierten sie mit einer anderen Sorte Bakterien, sodass ein Sensor für verschiedene Schadstoffe und Krankheitserreger entstand.

(Ende)
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