Viren-Schnelltest

Das Verfahren lässt sich auch bei künftigen Pandemien einsetzen, die andere Viren auslösen, sagen die Entwickler um Michael Strano. '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 eine Fabrik betritt.

Stranos Laboransatz konzentriert sich auf Sensoren für eine Vielzahl von Molekülen. Die Technik basiert auf Kohlenstoff-Nanoröhren, 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 diese chemisch erkennen.

Der Ansatz namens 'Corona Phase Molecular Recognition' 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.

Der Sensor erkennt das Nukleokapsid, also die aus Proteinhülle und viraler Nukleinsäuresäure aufgebaute Struktur, die den zentralen Bestandteil eines Virus bildet sowie 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.

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