Taschen-Detektor aus Harvard erkennt HIV-Antikörper
Preiswertes Mini-Labor verbessert Diagnostik

Ein einfaches batteriebetriebenes Diagnostik-System für Infektionskrankheiten haben amerikanische Forscher an der Harvard University in Cambridge entwickelt. Das Minilabor, das vor kurzem als Prototyp vorgestellt wurde, besteht aus einem nur wenige Quadratmillimeter großen Diagnose-Chip für Immuntests und einer kleinen, einfach aufgebauten Detektoreinheit.

HB DÜSSELDORF. Der tragbare Detektor für Protein-Diagnostik sei ideal für den Einsatz in armen Ländern und könnte helfen, die dortige medizinische Versorgung deutlich zu verbessern, sagt der Nanotechniker George M. Whitesides. Übliche labordiagnostische Verfahren seien für Entwicklungsländer meist nicht geeignet: Neben hohen Kosten für die aufwendige Ausrüstung mangelt es oft an der nötigen Infrastruktur, etwa der Stromversorgung. „Unserem Detektor reicht dagegen eine 9-Volt- Batterie, und seine Bauteile sind kommerziell erhältlich für nur 45 Dollar“, sagt Whitesides. Der Chip wird mit Weich-Lithographie hergestellt, einer mikrotechnischen Methode, die für eine Massenproduktion geeignet ist.

Der Immuntest – als Prototyp wurde ein HIV-Test entwickelt – läuft in den etwa 2 Millimeter breiten Kanälchen des Chips ab. In jeden Kanal wird eine Blutprobe pipettiert. Auf der Wanderung durch den Kanal erreicht sie einen Streifen, auf dem Proteinstücke des HI-Virus fixiert sind. Enthält die Blutprobe Antikörper gegen HIV, erkennen diese die Proteinstücke und binden fest daran. Um die gebundenen Anti-HIV-Antikörper zu markieren, wird ein weiterer Antikörpertyp durch die Kanäle geschickt. Er erkennt dieAnti-HIV-Antikörper und bleibt daran haften.

An diesen Markierungsantikörper wurden zuvor winzige Goldkügelchen gekuppelt. Im nächsten Schritt gibt man eine Flüssigkeit mit Silbernitrat und einem Oxidationsmittel auf. Wo goldbestückte Markierungen gebunden sind, katalysiert das Gold die Oxidation der Silberionen zu metallischem Silber, das sich an den Wänden des Kanälchens abscheidet – eine Reaktion, die sich selber verstärkt, da Silber nun seinerseits die weitere Oxidation von Silberionen katalysiert. Nun kommt der Detektor ins Spiel: Eine kleine rote Laserdiode strahlt Licht durch die Kanälchen.

Auf der anderen Seite des Chips registriert ein integrierter Schaltkreis mit einer Photodiode, wie stark das Licht durch die Silberschicht geschwächt wird. So ist die Menge an HIV-Antikörpern im Blut quantifizierbar – genauso präzise wie mit Labormethoden, aber viel schneller. Ein Flüssigkristalldisplay zeigt die Ergebnisse an.

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