Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chips mit Geruchszellen sollen Sprengstoff erschnüffeln

08.05.2008
Auch Luft-, Wasser- oder Lebensmittelanalyse denkbar

Forscher der A. James Clark School of Engineering an der University of Maryland arbeiten an Zellen-basierten Sensor-Systemen. Das Konzept der Wissenschaftler sind Mikrochips, auf denen lebende Zellen als winzige biochemische Detektoren fungieren.

Sie sollen wesentlich schneller und zuverlässiger als heutige biochemische Sensoren diverse Substanzen erkennen. Im militärischen Bereich könnten mithilfe organischer Geruchszellen Explosivstoffe aufgespürt werden. Doch auch vielseitige andere Anwendungen seien denkbar, etwa in der Umwelt- oder Lebensmittelanalyse.

Aktuelle biochemische Detektoren hätten das Problem, zu häufig falsche Ergebnisse wie etwa Fehlalarme zu liefern, so die Forscher. Dem sollen die organischen Mikro-Labore Abhilfe schaffen. Die organischen Zellen als Teil der Mikrosysteme könnten chemische und biologische Gefahrenstoffe präziser und schneller erkennen. Elektronische Schaltkreise überwachen und interpretieren das Verhalten der Zellen, um insgesamt einen verwendbaren Sensor zu ergeben.

... mehr zu:
»Geruchszelle »Schaltkreis

So sollen Geruchszellen etwa genutzt werden, um Sprengstoffe zu erschnüffeln. Andere Zellen wiederum könnten bei Kontakt mit Pathogenen Stress-Reaktionen aufweisen oder absterben, woraufhin die überwachende Elektronik einen Alarm auslösen würde.

Das Team von Pamela Abshire, Benjamin Shapiro und Elisabeth Smela wurde schon 2004 von der University of Maryland für die Idee ausgezeichnet und verfeinert derzeit die erforderlichen Technologien. Dazu zählen elektronische Schaltkreise, die mit den organischen Zellen interagieren ebenso wie Mikrofluide, mit denen die biologischen Bauteile auf den Chips in Position gebracht werden können.

Eine wesentliche Herausforderung ist, dass die biologischen Zellen zum Überleben eine feuchte Umgebung benötigen, gleichzeitig aber die Elektronik des Systems trocken gehalten werden muss. "Wir schaffen die Möglichkeit, viele verschiedene Zellen auf einem Chip zu überwachen", meint Abshire. "Wir wenden sozusagen das Mooresche Gesetz der exponentiellen Steigerung der Rechenleistung auf die Zellenbiologie an."

Dass zunächst potenziell militärische Einsatzgebiete wie das Aufspüren von Sprengstoff oder Pathogenen als Anwendungsbeispiele genannt werden, mag damit zusammenhängen, dass die Forschung unter anderem vom Department of Homeland Security und der Defense Intelligence Agency gefördert wird. Die Forscher betonen jedoch, dass auch viele andere Einsatzgebiete für die Mikro-Labore denkbar seien.

Wasser könnte auf Verunreinigungen untersucht werden und bei Nahrungsmitteln wäre es möglich zu bestimmen, ob diese verdorben sind. Bei Käse oder Wein könnte ihre genaue Herkunft ermittelt werden. Auch ein Einsatz zur Luftanalyse oder in der Pharmaindustrie sei vorstellbar, ferner könnte die wissenschaftliche Grundlagenforschung profitieren.

Thomas Pichler | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.eng.umd.edu

Weitere Berichte zu: Geruchszelle Schaltkreis

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kontinentalrand mit Leckage
27.03.2017 | MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

nachricht Neuen molekularen Botenstoff bei Lebererkrankungen entdeckt
27.03.2017 | Universitätsmedizin Mannheim

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE