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pte20230119001 Forschung/Entwicklung, Produkte/Innovationen

Gift-Detektor für alle Oberflächen entwickelt

Konzept der Tufts University und der University of Washington lässt Gift und Viren aufleuchten


Drohne mit einem Rumpf, der Viren detektieren kann (Foto: Fio Omenetto, tufts.edu)
Drohne mit einem Rumpf, der Viren detektieren kann (Foto: Fio Omenetto, tufts.edu)

Boston/Seattle (pte001/19.01.2023/06:00) -

Forscher der Ingenieursfakultät der Tufts University haben einen Sensor entwickelt, der sich auf nahezu alle Untergründe sprühen oder drucken lässt, um dort Krankheitserreger und schädliche Luftverunreinigungen nachzuweisen. Die verräterische Tinte basiert auf am Computer entwickelten synthetischen Proteinen und Seidenfibroin, das aus den Kokons des Seidenspinners Bombyx Mori extrahiert wird. Zudem reichern die Forscher um Fiorenzo Omenetto die Tinte mit einem Enzym an, das dem von Glühwürmchen ähnelt. Dieses Enzym beginnt zu leuchten, wenn der Sensor Kontakt zu einem Schadstoff hat.

Wie Schlüssel und Schloss

Das Protein hat David Baker vom Institute for Protein Design der University of Washington entwickelt. Es ist wie ein Schloss geformt, in das Schadstoffmoleküle wie Schlüssel hineinpassen. Dadurch wird das Glühwürmchen-Enzym ausgelöst, sodass es leuchtet. Die Forscher haben gezeigt, dass der Sensor binnen Minuten Licht emittiert, wenn er mit dem Coronavirus, dem Anti-Hepatitis-B-Virus-Antikörper, dem Gift Botulinum-Neurotoxin B, das eine Lebensmittelvergiftung auslöst, oder dem humanen epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptor Typ 2 (HER2) in Kontakt kommt. Letzterer ist ein Indikator für Brustkrebs.

"Die Kombination aus im Labor entwickelten Proteinen und Seide ist eine Sensorplattform, die modifiziert werden kann, sodass sich eine breite Palette an chemischen und biologischen Wirkstoffen mit einem hohen Grad an Spezifität und Empfindlichkeit erkennen lässt. Mit dem Sensor können wir Spuren des Coronavirus in der Luft erkennen. Mit einer modifizierten Art lässt sich auch die nächste Bedrohung der öffentlichen Gesundheit erkennen", sagt Omenetto. Besonders interessant sei der Sensor zur Erkennung von Brustkrebs.

Pads erkennen Brustkrebs

Um Brustkrebs zu identifizieren, hat das Team ein Pad für BHs entwickelt, das den HER2-Hormonspiegel der jeweiligen Frau erfasst. "Eine solche Diagnostik in Alltagskleidung ist sicherlich überzeugend", so Omenetto. Um zu zeigen, wie sich Bedrohungen aus der Luft erkennen lassen, haben die Forscher eine Drohne gebaut, deren Rumpf aus Sensormaterial besteht und porös ist. Während des Fluges drücken die Rotoren Luft durch den Rumpf. Nach der Landung lässt sich erkennen, ob das Sensormaterial mit Schadstoffen in Berührung gekommen ist.

(Ende)
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