MIT-Schnelltest entlarvt Corona-Infizierte
Innovation laut Wissenschaftlern gut geeignet für ein Massen-Screening, etwa auf Flughäfen
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Künstlerische Darstellung des Viren-Scanners (Illustration: mit.edu) |
Cambridge (pte028/27.10.2021/12:30)
Mit einem neuartigen Sensor, der auf speziell präparierten Kohlenstoff-Nanoröhrchen basiert, lassen sich Covid-19 Viren minutenschnell nachweisen. Das Verfahren lässt sich auch bei künftigen Pandemien einsetzen, die andere Viren auslösen, sagen die Entwickler um Michael Strano, Professor für Chemieingenieurwesen am Massachusetts Institute of Technology https://www.mit.edu/ (MIT) in Cambridge/USA. „Mit einem solchen Schnelltest kann man Personen überprüfen, die aus einem Flugzeug steigen, um schnell entscheiden zu können, ob sie in Quarantäne müssen oder nicht", sagt Strano. Man könne auch den Arbeitsplatz sicherer machen, indem man jeden scannt, der das Büro oder die Fabrik betritt.
[b]Fluoreszenz unter Laserlicht[/b]
Stranos Labor hat einen neuartigen Ansatz zur Entwicklung von Sensoren für eine Vielzahl von Molekülen entwickelt. Die Technik basiert auf Kohlenstoff-Nanoröhrchen, das sind hohle, nanometerdicke Zylinder aus Kohlenstoff, die fluoreszieren, wenn sie Laserlicht ausgesetzt werden. Die Forscher haben sie mit verschiedenen Polymeren umhüllt, die auf bestimmte Zielmoleküle reagieren, indem sie sie chemisch erkennen.
[b]Viren gehen in eine Falle[/b]
Ihr Ansatz, bekannt als Corona Phase Molecular Recognition (CoPhMoRe), nutzt ein Phänomen, das auftritt, wenn bestimmte Arten von Polymeren an ein Nanoteilchen binden. Diese Moleküle, die als amphiphile Polymere bekannt sind, haben hydrophobe Bereiche, die sich wie Anker an den Röhrchen festklammern, und hydrophile Bereiche, die von den Kohlenstoffatomen möglichst viel Abstand gewinnen wollen und Schleifen bilden.
Diese Schleifen bezeichnen die Forscher als Korona, die die Röhrchen wie Kronen umgeben. Abhängig von der Anordnung der Schleifen können sich Zielmoleküle, in diesem Fall Corona-Viren, in den Zwischenräume verkeilen. Das verändert Intensität oder Wellenlänge der von einem Laser erzeugten Fluoreszenz.
[b]Schneller Ersatz für den PCR-Test[/b]
Der Sensor erkennt sowohl das Nukleokapsid, die aus Proteinhülle und viraler Nukleinsäure aufgebaute Struktur, die den zentralen Bestandteil eines Virus bildet, als auch das für das Corona-Virus typische Spike-Protein, mit dem es sich an Körperzellen heftet, um sie anzugreifen. Der Sensor steckt in einer faseroptischen Spitze, die Fluoreszenzänderungen der Bioflüssigkeitsprobe in Echtzeit erkennen kann. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Probe an ein Labor zu schicken, das für den PCR-Test für Covid-19 erforderlich ist. Auf Grund der relativ langen Zeit, die die Auswertung benötigt, ist dieser Test für ein Massenscreening nicht geeignet.
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