Bakterien schlagen als Sensoren bei Giften Alarm

Lyngby (pte003/14.06.2018/06:10) - Genmanipulierte Bakterien fungieren in einem Sensor, den ein Team um Anders Kristensen von der Technischen Universität von Dänemark http://dtu.dk (englisch: DTU) gemeinsam mit israelischen Forschern entwickelt hat, als Schadstoffdetektoren. Wenn sie etwas Gefährliches entdecken, leuchten die Mikroorganismen auf. Je nachdem, wie sie manipuliert worden sind, reagieren sie auf unterschiedliche Gifte.

Escherichia coli in Aktion

Angesiedelt sind die Bakterien in dreieckigen Rillen, die in einen Träger aus Silizium eingeätzt worden sind. Damit das relativ schwache Licht, das sie bei Kontakt mit Giften aussenden, besser zu sehen ist, erhält der Chip eine Abdeckung aus hauchdünnem Aluminium, das als Fokus fungiert. Kristensen vergleicht die Unterschiede des emittierten Lichts mit dem Nachthimmel. In einer klaren Dezembernacht seien die Sterne bestens zu sehen, wenn man sich auf dem Lande aufhalte. Stünde man aber im Zentrum von Kopenhagen, könne man nur die hellsten sehen.

Shimson Belkin von der Hebrew University of Jerusalem http://new.huji.ac.il und sein Team waren für die Manipulation der Bakterien zuständig. Sie entschieden sich für einen der beliebtesten Mikroorganismen in der Bio- und Gentechnik - Escherichia coli. Ein Typ reagiert auf Explosivstoffe, andere detektieren umweltgefährdende Moleküle in Trinkwasser oder der Luft. Die DTU-Forscher waren für den Zusammenbau des Chips zuständig.

Serienreife als nächstes Ziel

Wenn die Bakterien mit Schadstoffen in Berührung kommen, leuchten sie binnen Sekunden auf. Das ist eine entscheidende Verbesserung zu heutigen Analysemethoden, die oft Stunden dauern, ehe ein Ergebnis vorliegt. Werden unterschiedlich manipulierte Mikroorganismen auf einem Chip platziert, ist er für mehrere Schadstoffe empfindlich. Jetzt gehen die Forscher daran, den Chip zur Serienreife zu bringen.

Kristensen ist zunächst glücklich darüber, dass es gelungen ist, die Machbarkeit zu beweisen. Der Biosensor ist nicht nur schnell, sondern auch billig im Vergleich zu herkömmlichen Analysegeräten. Kristensen findet, dass ein Sensor zu einem wesentlichen Element im Internet der Dinge werden kann. Hier werde alles gemessen, um höchste Qualität zu erzielen und sehr schnell reagieren zu können, wenn irgendetwas aus dem Ruder läuft oder Ressourcen sinnlos vergeudet werden. "Unsere Technik eröffnet viele Möglichkeiten", ergänzt der DTU-Forscher.

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