System für schnelle Diagnose per Smartphone

Herzstück der Lösung ist ein lichtempfindliches Glasplättchen mit einer speziell strukturierten Goldbeschichtung, das mittels Antikörpern Krankheitserreger sichtbar macht. Dazu ist noch ein einfacher Detektor nötig, wofür langfristig ein Smartphone mit einem 20-Dollar-Linsenaufsatz ausreichen soll. Das wäre eine sehr günstige Alternative zu grossen Laborsystemen.

Das System beruht darauf, durch in einer Probe enthaltene Krankheitserreger bestimmte Teilbereiche des Plättchens lichtundurchlässig zu machen. Um festzustellen, wo kein Licht mehr durchdringt und welche Erreger demnach in einer Probe zu finden waren, reicht schon jetzt ein einfaches Mikroskop. Daher gehen die Forscher davon aus, dass mit einem entsprechend angepassten, günstigen Linsenaufsatz auch eine Smartphone-Kamera ausreicht - während Laborsysteme teils hunderttausende Euro kosten.

Goldene Erreger-Falle

Die Forscher haben das Plättchen zunächst in einem mehrstufigen Verfahren unter Nutzung von Fotolack und Interferenzmustern mit einem goldenen Netz überzogen, das lichtdurchlässige Löcher hat. Dann hat das Team dafür gesorgt, dass in diesen 600 Nanometer grossen Löchern Antikörper hängen bleiben.




Dank diesen wird das goldene Netz zur Falle für Krankheitserreger, die in einer Probe enthalten sind. Denn sie bleiben an passenden Antikörpern hängen.

Um beispielsweise Bakterien wirklich sichtbar zu machen, folgt auf die Probe eine zweite Schicht Antikörper, die sich an etwaig gefangene Erreger anhängen. Die Antikörper sind an Enzyme gekoppelt, die dann in einem Chemikalienbad Silber freisetzen. Dieses Silber macht das jeweilige Loch im Gold-Netz lichtundurchlässig - womit der zugehörige Detektor nachweisen kann, dass in der Probe der entsprechende Krankheitserreger zu finden war.

Potenzial trotz Hindernissen

Noch gilt es dem Chemietechniker Richard Willson zufolge, technische Hürden zu meistern. Eine Herausforderung ist es, wirklich genug Bakterien und Viren von Proben auf die Glasoberfläche zu bekommen. Doch ortet er grosses Anwendungspotenzial. Bei Industrieunfällen wäre es beispielsweise möglich, Plättchen vorzubereiten, die auf eventuell ausgetretene Schadstoffe reagieren. In unterentwickelten Regionen, wo keine oder zu wenig Labors zur Verfügung stehen, könnte das System wiederum breite Tests für gängige Krankheiten ermöglichen.