Sars-CoV-2 Corona-Maske mit Biosensoren kann Viren erkennen

Forscher in den USA haben spezielle Biosensoren entwickelt, die sich in Kleidung integrieren lassen und so die Träger vor Coronaviren in der Luft warnen können. Darunter ist auch eine Corona-Maske.

FFP2 Maske
Handelsübliche FFP2-Maske: In solch eine Maske haben US-Forscher Biosensoren integriert, die das Coronavirus detektieren können. Bildrechte: Colourbox.de

Forscher der US-Eliteuniversitäten MIT und Harvard haben Biosensoren entwickelt, mit denen man Viren wie Sars-CoV-2 zuverlässig erkennen können soll und die sich in Kleidung wie Masken oder Laborkittel integrieren lassen sollen. Damit wären zunächst spezielle Testmasken möglich, mit denen sich die Träger selbst auf eine Infektion testen könnten. Perspektivisch könnte auch Kleidung entworfen werden, die ihren Träger auf Viruspartikel in der Raumluft hinweist. Das schreiben die Wissenschaftler um Peter Nguyen und Luis Ssoenksen im Fachblatt Nature Biotechnology.

Spezialkleidung für medizinisches Personal

Die Forscher verwenden ähnliche Sensoren, wie sie jetzt bereits in den Antigenschnelltests auf das Virus verwendet werden. Diese Bio-Schaltkreise werden gefriergetrocknet und können bei Berührung mit Wasser wieder aktiviert werden. Dann können sie in Stoffe und so auch in Bekleidung integriert werden. Die Sensoren seien auch relativ einfach auf andere Viren wie Zika oder Ebola anpassbar. Krankenpfleger mit solcher Spezialkleidung könnten dann früh erkennen, ob Raumluft mit Krankheitserregern belastet sei oder nicht.

"Wir haben mit unser Arbeit demonstriert, dass wir eine große Bandbreite von Biosensoren gefriertrocknen können, also Sensoren, mit denen man virale oder bakterielle Erbinformation aufspüren kann, aber auch giftige Chemikalien wie Nervengifte", sagt James Collins, der Leiter der Forschungsgruppe am MIT. "Wir glauben, dass diese Plattform geeignet ist, um eine neue Generation von tragbaren Biosensoren herzustellen für Notfallmediziner, Krankenpfleger oder Militärangehörige."

Zuverlässig wie PCR-Test

Die jetzt entwickelten Biosensoren enthalten keine lebenden Zellen und sind nach der Gefriertrocknung mehrere Monate haltbar, bevor sie durch erneute Befeuchtung scharf geschaltet werden. Wenn sie dann ein Zielmolekül binden – beispielsweise Abschnitte der viralen RNA-Erbinformation – reagieren sie zum Beispiel mit einer Farbänderung. Die Forscher testeten, in welche Stoffe sich diese Sensoren am besten integrieren lassen und kamen so darauf, dass eine Kombination verschiedener Kunstfasern, darunter Polyester, die beste Umgebung bietet.

Zur Demonstration der Technologie stellten sie eine Jacke mit etwa 30 dieser Bioschaltkreise her. Schon kleinste Tröpfchen mit Flüssigkeit können die Sensoren aktivieren, etwa, wenn die Trägerin der Jacke einem infizierten Patienten begegnet, der Viruspartikel über Husten oder Niesen an die Luft abgibt.

Bei dem jetzigen Entwurf einer Maske, die das Coronavirus erkennen kann, geht es zunächst nur um ein Verfahren, bei dem der Maskenträger sich selbst testen kann. Die Biosensoren wurden in das Innere einer Papiermaske integriert und sind von einem Silikonteil umgeben. Auf Knopfdruck kann der Sensor befeuchtet werden, wenn der Träger den Test starten möchte. Dann sammelt der Sensor gegebenenfalls Viruspartikel im Atem des Trägers. Nach 90 Minuten soll ein Testergebnis vorliegen, dass so zuverlässig sei, wie das eines PCR-Tests. "Unser Test ist so sensitiv wie der Goldstandard-PCR-Test, aber wesentlich schneller", sagt Erstautor Peter Nguyen.

Weiterentwicklung zur Marktreife geplant

Bei ihrer Arbeit haben die Forscher es eigenen Angaben zufolge geschafft, die aktuellsten Testverfahren auf organische Moleküle auf eine Größe zu reduzieren, die den tragbaren Einsatz erlaube. Jetzt wollen sie ihre Entwicklung in einer selbst gegründeten Firma zur Marktreife weiterentwickeln.

(ens)

5 Kommentare

Rolo vor 11 Wochen

Also..Klar ist es wichtig gute Impfstoffe (am besten Protein-Impfstoffe, z.B. NOVAVAC) und Medikamente (viel zu wenig gefördert) zu entwickeln..darum geht es hier aber gar nicht!..Wenn wir in Zukunft kein exponentielles Ansteigen der Infektionen mehr wollen -und damit auch keinen Lockdown und Schulschließungen- müssen wir nur verhindern, dass Superspreader, die eine hohe Konzentration an Viren ausstoßen, in enge, schlecht gelüftete oder ungefilterte Räume gehen, wo sich gleichzeitig oder auch Stunden später andere Leute aufhalten.. Superspreader erkennen (>99% Detektion durch Schnelltests) und Räume von hohen Aerosol-Konzentrationen befreien (>98% durch Filter) würde unser Pandemie-Problem dauerhaft lösen. Falls ein Sensor in der Lage ist Superspreader zu identifizieren und vor Virus-Konzentrationen in der Luft zu warnen, hätten wir eine weitere Möglichkeit. Sollten wir dies nicht zumindest anstreben, anstatt uns ausschließlich vom Sieg der Impfung gegen Mutationen abhängig zu machen?

DermbacherIn vor 11 Wochen

Anstatt alle Ressourcen darauf zu konzentrieren, möglichst viele Menschen weltweit schnell zu impfen und Medikamente gegen die Covid-19-Erkrankung zu entwickeln, erfindet man so einen Unfug.

Rolo vor 11 Wochen

Solche Entwicklungen ins Lächerliche zu ziehen macht für mich das ganze Problem unserer Pandemie Bekämpfung deutlich. Die Viren (0.1µm) sitzen in Partikeln, die wir ausstoßen, bzw. andere wieder einatmen. >5µm sind dies Tröpfchen (AHA-Regeln helfen) <5µm sind dies Aerosole (AHA-Regeln helfen quasi nicht und täuschen Sicherheit vor). Aerosole können bis 30 Stunden in der Luft bleiben und verdichten sich in Räumen. Im Krankenhaus (Studie Amsterdam) wurden in bis zu 50m Abstand vom Infizierten infektiöse Aerosol-Konzentrationen nachgewiesen. Hätten wir die Innenräume letzten Winter sicher gemacht (Luftfilter, CO2-Sensoren), hätten wir kein exponentielles Wachstum bekommen. Dies gilt auch in Zukunft. Das versteht/kommuniziert nur leider die Regierung nicht und somit auch nicht die Masse der Leute. Seid froh, dass es noch Wissenschaftler gibt, die versuchen, uns trotz Missachtung durch die Regierung, eine Perspektive für eine normale Zukunft zu geben. Nie wieder blind in die Gefahr laufen!!