Biosensoren

Neue Maske erkennt SARS-CoV-2 in der Atemluft

Robert Klatt

Eine neue Maske mit integriertem Biosensor erkannt anhand der Atemluft, ob der Träger mit SARS-CoV-2 infiziert ist.

Boston (U.S.A.). Bisher gelten PCR-Tests, bei denen Proben aus dem Nasen-Rachenraum des Patienten auf Viruserbgut untersucht werden, als sicherste Möglichkeit zum Nachweis einer Infektion mit SARS-CoV-2. Dazu muss jedoch in einem Labor das Virus vervielfältig werden. Weil dieser Prozess mehrere Stunden dauert und viele Labore ausgelastet sind, erhalten Getestete ihr Ergebnis oft erst nach mehr als einem Tag. Antigen-Schnelltests sind zwar einfacher in der Anwendung und liefern bereits nach wenigen Minuten ein Ergebnis, sind aber deutlich unpräziser.

Wissenschaftler Harvard University in Boston haben nun einen Biosensor entwickelt, der direkt in Masken integriert werden kann. Anhand der Atemluft des Maskenträgers erkennt dieser Sensor dann, ob eine Infektion mit SARS-CoV-2 vorliegt. „Das Virus sammelt sich auf der Innenseite von Masken als Folge von Husten, Sprechen oder normaler Atmung. Die von uns entwickelte Gesichtsmaske enthält einen gefriergetrockneten CRISPR-Sensor für den tragbaren, nicht-invasiven Nachweis von SARS-CoV-2 bei Raumtemperatur“, erklärt Peter Nguyen.

120 Minuten bis zum Ergebnis

Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Nature Biotechnology ist der neue Biosensor ähnlich präzise wie ein PCR-Test. Das Ergebnis liegt aber deutlich schneller vor. „Von der Aktivierung des Gesichtsmasken-Sensors bis zur endgültigen Auslesung dauert es nur rund 1,5 Stunden“, sagt Nguyen.

Auch die Anwendung könnte kaum einfacher sein. Im ersten Schritt wird die Maske dazu für 30 Minuten getragen. Wenn eine Infektion mit SARS-CoV-2 vorliegt, sammelt sich dabei an Kontaktstellen Viren-RNA. Anschließend setzen die Träger durch einen Knopfdruck eine geringe Flüssigkeitsmenge in der Maske frei, die den Biosensor aktiviert. Nach einer weiteren Tragezeit von 90 Minuten verfärbt sich der Biosensor, wenn in der Atemluft Virus-RNA vorhanden ist, also eine Infektion mit SARS-CoV-2 vorliegt.

„Nach unserer Kenntnis erreicht kein anderer SARS-CoV-2-Nukleinsäuretest eine hohe Sensitivität und Spezifität bei voller Funktionstüchtigkeit bei Umgebungstemperatur und ermöglicht die Integration in ein tragbares Format“, erklärt Nguyen.

Nature Biotechnology, doi: 10.1038/s41587-021-00950-3

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