Hatice Altug (rechts) und Alexander Belushkin stellen den mobilen Sensor zur...
Hatice Altug (rechts) und Alexander Belushkin stellen den mobilen Sensor zur Sepsis-Erkennung vor.

© Alain Herzog / EPFL 2020

Nanotechnik für den Notfall

Neues Gerät erkennt Sepsis in wenigen Minuten

Forscher am Laboratory of Bionanophotonic Systems (BIOS) der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben einen hochempfindlichen, portablen Sensor entwickelt, der eine viel schnellere Diagnose lebensgefährlicher Blutvergiftungen ermöglicht.

Dank modernster Nanotechnologie erkennt das Gerät Sepsis innerhalb von Minuten statt oft Tagen. Die Entwicklung könnte also helfen, in Notfallambulanzen und Kliniken Leben zu retten.

Die EPFL-Entwicklung nutzt eine dünne Goldschicht mit Milliarden von Nanolöchern. Diese bildet eine sogenannte optische Metaoberfläche, die Licht um die Nanolöcher konzentriert. Dies ermöglicht, bestimmte Biomarker in einer Blutprobe sehr genau zu erkennen, einfach mit einer normalen LED und einer CMOS-Kamera. Bei der Erkennung von Markern für eine Sepsis erreicht das Gerät dabei eine Genauigkeit, die an den Goldstandard herkömmlicher Laboruntersuchungen herankommt. Doch während letztere bis zu 72 Stunden dauern können, braucht die Neuentwicklung nur einige Minuten.

Wir denken, dass unser günstiger, kompakter Biosensor ein wertvolles Stück Ausrüstung für Ambulanzen und bestimmte Bettenstationen wäre

Hatice Altug

Um das möglich zu machen, nutzen die Forscher eine Lösung spezieller Nanopartikel zum Einfangen von Biomarkern, die auf der Metaoberfläche verteilt wird. "Alle Nanopartikel, die gefangene Biomarker enthalten, werden schnell von Antikörpern auf den Nanolöchern eingefangen", erklärt BIOS-Doktorand Alexander Belushkin. Die Nanopartikel beeinflussen dann LED-Licht, das sonst ungehindert durch die Löcher fallen würde. Mit der CMOS-Kamera sind entstehende Muster in Echtzeit messbar und geben auch Aufschluss darüber, welche Biomarker genau gefunden wurden.

"Wir denken, dass unser günstiger, kompakter Biosensor ein wertvolles Stück Ausrüstung für Ambulanzen und bestimmte Bettenstationen wäre", sagt BIOS-Leiterin Hatice Altug. Gerade die schnellere Erkennung von Blutvergiftungen könnte nämlich ein echter Lebensretter sein. Denn das Sterberisiko im Falle einer Sepsis steigt, umso länger die Diagnose dauert und desto später die Behandlung beginnt. Dabei ist Blutvergiftung bis heute eine der häufigsten Todesursachen der Welt. Einer vorige Woche von der University of Washington publik gemachten Studie zufolge waren 2017 weltweit elf Mio. und damit ein Fünftel aller Todesfälle auf eine Sepsis zurückzuführen.


Quelle: Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne (EPFL) 

27.01.2020

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