Sensor erkennt E.-coli-Verunreinigung in Minuten

Schneller und empfindlicher Nachweis durch künstliche mikroskopische Strukturen

Die Ära, tagelang auf Ergebnisse bakterieller Vergiftungen mit dem Bakterium Escherichia coli warten zu müssen ist laut Forschern der Cornell University vorbei. Chemiker der Abteilung für Ernährungswissenschaft und Technologie haben einen biologischen Sensor entwickelt, der im Format ähnlich einem Schwangerschaftstest, das tödliche Bakterium in wenigen Minuten erkennt. Die Lizenz für die Technologie erhielt Innovative Biotechnologies International. Das Unternehmen führt derzeit Feldtests zur Detektion eines intestinalen Parasiten, Cryptosporidium parvum, durch.

Der Sensor nutzt Liposome, also künstliche, mikroskopische, zellartige Strukturen, um Spuren von Verunreinigungen festzustellen. Die Funktionsweise des Sensors beschrieb der Chemiker Richard A. Durst auf der zurzeit stattfindenden Technologie-Konferenz in New Orleans. Liposome werden auch in der Medizin zum Transport von Therapeutika in erkrankte Zellen eingesetzt. Für den Sensor wird die zellartige Struktur in einer Markersubstanz gelöst und mit fluoreszierenden Farbstoffen zur Sichtbarmachung versetzt. Auf der Außenseite fixierten die Forscher Antikörper. An diesen bindet E. coli, die Liposom-Struktur reißt auf und setzt den Farbstoff frei. Die Farbänderung des Teststreifens, als mögliches Format des Sensors, zeigt die Anwesenheit von E. coli an. „Die Detektion ist im Gegensatz zu auf Enzymen basierten Tests von einer zweiten Reaktion unabhängig. Liposome haben so den Vorteil anwesende Pathogene sofort zu melden“, erklärte Durst.

Seit Jahren arbeiten Forscher an einer schnelleren Detektionsmethode von bakteriellen Krankheitserregern. Derzeit benötigt der Nachweis von Pathogenen wie E. coli Tage. E. coli muss kultiviert werden, um die Quantität des Erregers zu steigern. Kürzlich wurde eine Verbesserung mittels der so genannten Polymerase-Kettenreaktion erzielt. Die Nachweiszeit wurde auf wenige Stunden reduziert. „Aber“, so Durst, „der Test war nicht einfach in der Anwendung und nicht schnell bzw. empfindlich genug, um E. coli nachzuweisen.“ Der neue Sensor soll diese Nachteile ausgemerzt haben.