Bald Tuberkulose-Nachweis per Chip?

Viele neue Techniken zur schnellen und empfindlichen Detektion von Krankheitskeimen, die auf Basis der Nanotechnologie entwickelt werden, versagen im klinischen Alltag, weil sie aufwändige Probenvorbereitungen oder komplexe Messaufbauten benötigen oder einfach nicht mit dem hohen Probenaufkommen einer Klinik fertig werden. Forscher um Ralph Weissleder von der Harvard Medical Schoool haben nun einen sehr einfachen Ansatz für den raschen Nachweis von Pathogenen entwickelt, der keine weitere Probenvorbereitung erfordert.

Photo: Bald Tuberkulose-Nachweis per Chip?

Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, basiert er auf magnetischen Nanopartikeln und einer magnetischen Kernresonanz-(NMR)-Messung. Für ihre Tests verwendeten die Forscher das Bacille Calmette-Guérin (BCG), ein nach seinen Entwicklern benanntes Mykobakterium, das Anfang des 20. Jahrhunderts aus Rindertuberkelbazillen gezüchtet wurde. Es handelt sich dabei um einen abgeschwächten Stamm, der als Lebendimpfstoff gegen Tuberkulose eingesetzt wird. Zudem dient er in der Forschung als Modell für den wahren Tuberkulose-Erreger Mycobacterium tuberculosis.

Und so einfach geht der Test: Eine Probe wird mit einer Lösung inkubiert, die magnetische Nanopartikel enthält. Diese Nanopartikel bestehen aus einem Eisenkern, der von einer Schale aus Ferrit (einem Eisenoxid) umgeben ist. An die Oberfläche der Nanopartikel knüpften die Forscher Anti-BCG-Antikörper. Sind BCG-Bazillen in der Probe vorhanden, binden die Antikörper daran und bestücken die Bazillen auf diese Weise mit Magnetpartikeln. Nun wird die Flüssigkeit durch Mikrokanälchen in eine winzige Kammer eines mikrofluidischen Chips geleitet. Am Ausgang der Kammer befindet sich eine Membran, die die Bazillen zurückhält, die restliche Lösung inklusive überschüssiger Magnetpartikel aber durchlässt. Auf diese Weise reichern sich die Bazillen in der Kammer an.

Die Kammer ist von einer kleinen Spule umgeben, die das für Kernresonanzmessungen notwendige Magnetfeld erzeugt. Die Messungen ähneln einer klinischen Kernspintomographie. Die mit Magnetpartikeln bestückten Bazillen beeinflussen das Verhalten der Kernspins der Wassermoleküle in der Kammer. Dies lässt sich mit einem miniaturisierten NMR-Handgerät direkt auf dem Chip detektieren. So gelang es, schon 20 Bazillen in einem Milliliter einer Auswurfprobe binnen 30 min nachzuweisen.

Angewandte Chemie 2009, 121, No. 31, 5767-5760, doi: 10.1002/ange.200901791

30.07.2009

Mehr aktuelle Beiträge lesen

Verwandte Artikel

Photo

COVID-19-Forschung

Coronavirus: Labor-Kooperation mit Wuhan zahlt sich aus

Die Ausbreitung des Coronavirus (SARS-CoV-2) schreitet immer schneller voran. In ihrem 2017 gegründeten gemeinsamen Labor in Wuhan untersuchen deutsche und chinesische Wissenschaftler das neuartige…

Photo

Onlinesuche nach Krankheitssymptomen

"Dr. Google" fragen? Keine gute Idee

Bereits eine kurze Internetsuche nach den empfundenen Symptomen kann die eigene Sorge, ernsthaft erkrankt zu sein, direkt steigern. Den Effekt von "Dr. Google" weist eine aktuelle Studie…

Photo

"Phellow"-Pilotstudie

App für die Nachsorge nach Herztransplantation

Eine neu entwickelte App wird im Rahmen eines Pilotprojektes in der Herztransplantationsambulanz der Klinik für Kardiologie, Angiologie und Pneumologie am Universitätsklinikum Heidelberg getestet.…

Verwandte Produkte

i-Solutions Health – LabCentre

LIS, Middleware, POCT

i-Solutions Health – LabCentre

i-SOLUTIONS Health GmbH
Medat – Laboratory Information System

LIS, Middleware, POCT

Medat – Laboratory Information System

Medat Computer-Systeme GmbH
Siemens Healthineers - syngo Lab Inventory Manager (sLIM)

LIS, Middleware, POCT

Siemens Healthineers - syngo Lab Inventory Manager (sLIM)

Siemens Healthineers
Agfa HealthCare – Dose

Dose Management Systems

Agfa HealthCare – Dose

Agfa HealthCare
Agfa HealthCare – DR 14e detector

DR Retrofit

Agfa HealthCare – DR 14e detector

Agfa HealthCare
Agfa HealthCare – DR 17e detector

DR Retrofit

Agfa HealthCare – DR 17e detector

Agfa HealthCare