Frühwarnsysteme schützen vor biologischen Waffen
Sensoren spüren Kampfstoffe auf

In zahlreichen Forschungsinstituten und Unternehmen suchen Wissenschaftler und Ingenieure daher nach Methoden, mit denen bereits kleine Mengen von Erregern und Giftstoffen frühzeitig entdeckt und identifiziert werden können. In der Dezember-Ausgabe der Zeitschrift "Spektrum der Wissenschaft" berichten Experten über den gegenwärtigen Stand solcher Frühwarnsysteme.

HB DÜSSELDORF. Die Gefahr, die von biologischen Kampfstoffen ausgeht, bereitet den Sicherheitsbehörden großes Kopfzerbrechen. Denn anders als bei konventionellen Sprengstoffen tritt ihre Wirkung verzögert auf. Bis ein Attentat als solches erkannt wird, ist es für effektive Hilfsmaßnahmen vielleicht schon zu spät. Eine Methode, mit der heute nach Biowaffen gefahndet wird, ähnelt einem Labor auf dem Chip. Spezielle Sensoren können hier Erreger oder von Mikroben produzierte Giftstoffe anhand bestimmter Molekülstrukturen erkennen. Spezielle Keimsammler entnehmen Proben aus der Luft, dem Wasser oder dem Erdboden und führen sie den Sensoren zu. Die Herausforderung besteht darin, trotz der Vielzahl der in Frage kommenden Bakterien, Viren und Toxine diese zuverlässig zu erkennen - und das auch dann, wenn sie nur in geringer Konzentration vorhanden sind. Denn bestimmte Keime machen bereits krank, wenn man nur zehn von ihnen einatmet.

Die neuesten Biowaffendetektoren, die unter anderem an der Northwestern-Universität in Illinois entwickelt wurden, unterscheiden pathogene Substanzen anhand ihrer genetischen Ausstattung von gutartigen Mikroben oder anderen Partikeln. Ihre Sensoren sind mit DNA-Sequenzen oder Antikörpern bestückt, die genau - wie ein Schlüssel zum Schlüsselloch - zu einer kurzen DNA-Sequenz aus dem Erbgut eines bestimmten Krankheitskeims oder zu einem Antigen an seiner Zelloberfläche passen. Hat der Schlüssel ein passendes Schlüsselloch gefunden, wird Alarm ausgelöst.

Andere Sensoren sind als "elektronische Nasen" ausgebildet. Sie können Stoffe erschnüffeln, die von gefährlichen Bakterien abgesondert wurden, oder bestimmte Zusatzchemikalien, etwa Stabilisatoren, die oft in biologischen Kampfstoffen enthalten sind. Das Ziel ist, ein für jeden Biokampfstoff einzigartiges "Riechmuster" zu finden.

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