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Künstliches Krebsauge entdeckt Krebszellen
Eine ultraempfindliche Kamera, die sowohl Farben als auch die Polarisation des Lichts erfasst, haben Forscher an der University of Illinois in Champaign entwickelt. Vorbild war das Auge des Fangschreckenkrebses, der im englischen Sprachraum als Mantis Shrimp bekannt ist. Die Kamera kann bei der Früherkennung von Krebserkrankungen helfen, erklären die Entwickler Viktor Gruev, Professor für Elektrotechnik und Informatik, und sein Student Misseal Garcia.
Krebse sehen Polarisation
"Diese Lebewesen sehen Dinge, die für das menschliche Auge unsichtbar sind", so Gruev. Die Polarisation des Lichts sei ein solchen Phänomen. Polarisation ist die Schwingungsrichtung einer Lichtwelle. Diese Fähigkeit hilft den Krebsen bei der Suche nach Futter.
Während Menschen drei unterschiedliche Farbrezeptoren besitzen, sind es im Auge von Fangschreckenkrebsen 16. Dazu kommen noch sechs spezielle Rezeptoren, die die Polarisation erkennen. "Die Sensoren des Krebsauges bestehen aus mehreren fotosensitiven Elementen, die übereinandergestapelt sind", sagt Gruev. Diesen Aufbau ahmen Gruev und Gracia bei ihrer Kamera nach: Sie stapelten unterschiedliche Fotodioden übereinander. Die Anordnung kombinierten sie mit nanofeinen metallischen Drähten. Das Ensemble hält sowohl Farben als auch die Polarisation des Lichts fest.
Erfolgreiche Tests mit Polarisationssensoren
Bereits früher hatte Gruev ein Kolonoskop, welches das Innere des Dickdarms ab, mit einem von der Natur inspirierten Polarisationssensor ausgestattet. Das Kolonoskop erkennt anhand von den Zellen reflektierten Lichts krankhaft veränderte Zellen, die zu Krebs führen können. Die Zusatzausstattung mit einem bioinspirierten Farbsensor kann die Diagnose noch verbessern. Sie kann auch eingesetzt werden, um Veränderungen in der Umwelt zu dokumentieren.
Quelle: pressetext
16.10.2017
