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Zum Ende der Seite springen "Plastik-Nase erschnüffelt Viren"...
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Penzy


Dabei seit: 04.12.2006
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"Plastik-Nase erschnüffelt Viren"... Auf diesen Beitrag antworten Zitatantwort auf diesen Beitrag erstellen Diesen Beitrag editieren/löschen Diesen Beitrag einem Moderator melden       Zum Anfang der Seite springen

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so steht es heute morgen im Handelsblatt unter der Rubrik "Wissenschaft & Debatte".

"Molekular geprägte Polymere erkennen Krankheitserreger und ersparen dem Menschen manch unangenehmen Geruchstest"

Weiter steht geschrieben:

"Manchem würde schon beim Anblick des verrottenden Biomülls schlecht werden. Aber Peter Lieberzeit stört weder das Aussehen noch der Gestank. "Als Chemiker ist meine Nase unangenehme Gerüche gewöhnt", witzelt er. Der Mief in seinem Labor im Institut für analytische Chemie der Universität Wien strömt aus einem Komposter.

"Kommerzielle Betreiber von Kompostieranlagen kkönnen am Geruch erkennen, wann Obstreste und Rasenschnitt zu Humus geworden sind sind." Damit diese aber nicht den eigenen Riechkolben verwenden müssen, hat Lieberzeit unter der Leitung von Professor Franz Dickert eine elektronische Nase entwickelt, die zwanzig Zentimeter über der verrottenden Masse baumelt und Alkohole, Ester und Terpene misst. Anhand der Konzentration dieser drei Stoffe lässt sich nämlich vorhersagen, in welchem Stadium der Kompost sich befindet.

Beim Verrotten wird im ersten Schritt der Zucker aus den Obst- und Gemüseresten in nahezu geruchlose Alkohole umgewandelt. Dann werden die Zellwände zu säuerlich riechenden Estern zersetzt. Dieser Duft wird schließlich von kräftig riechenden Terpenen verdrängt, die entstehen, sobald die Pflanzenfasern chemisch gespalten werden.

Das handtellergroße Gerät besteht im Kern aus einer dünnen Schicht aus Kunststoff, in die Abdrücke einzelner Alkoholteilchen hineingestempelt sind. Die Forscher sprechen von einem molekular geprägten Polymer, kurz; MIP (siehe Kasten). Die Form des Alkohol-Moleküls zeichnet sich unter dem Mikroskop im Plastik ab wie die Hufe eines Pferdes im getrockneten Morast. Auch die Formen der Ester und Terpene sind jeweils in einen weiteren Plastikabschnitt gestempelt. Streichen die Gase aus dem Kompost über die geprägten Kunststofffilme, dan rutschen die Substanzen jeweils in die passende Vertiefung. Alkohole finden sich im Alkohol-Abdruck und Ester im Ester-Abdruck. Sobald hauptsächlich Terpene entstehen, ist der Kompost ausgereift. Das MIP-Trio soll auf diese Weise eines Tage die Kompostierung überwachen.

"Der Markt für solche MIPs ist groß", sagt Karsten Haupt, MIP-Forscher an der Compiègne University of Technology bei Paris. "Das Besondere an der Wiener Arbeitsgruppe von Franz Dickert ist, dass sie die MIPs immer unter realen Bedingungen entwickelt", sagt er. Die Forscher sind sich weder für die Arbeit mit Kompost zu schade, noch schrecken sie davor zurück, ihre geprägten Kunststoffe in Blut zu tauchen oder mit Krankheitserregern zu traktieren.

Nicht nur chemische Verbindungen können im Plastik ihre Fußspuren hinterlassen. Auch die Gestalt von Zellen und Viren lässt sich hineinpressen, wie Dickerts Team kürzlich herausfand. Mit solchen Viren MIPs können zum Beispiel Schnupfenviren aufgespürt werden. Dabei hinterlässt der Schnupfenerreger Respiratorisches Synzytial-Virus-2 (RSV-2) im Kunststoff einen anderen Abdruck als RSV-15. Beim Menschen verursachen beide dieselbe Erkältung. Aber mit einem MIP als Detektor können sie mit einer Genauigkeit von etwa 90 Prozent auseinander gehalten werden. "Das hat uns sehr erstaunt, da beide Viren die gleiche geometrische Form haben", berichtet Lieberzeit. Trotz der identischen Gestalt entsteht offenbar ein abweichender Abdruck im Plastik.

Das Geheimnis hinter der scheinbar gleichen und doch verschiedenen Fußspuren der Viren konnte Dickerts Gruppe mittlerweile lüften: Neben der Gestalt entscheidet zusätzlich die Beschaffenheit der Oberfläche, ob ein Virus in den passenden Abdruck rutscht. Ähnlich wie ein Wassertropfen vom Blatt der Lotuspflanze perlt, bleibt auch mancher Virus trotz passender Vertiefung nicht auf dem MIP haften und rutscht ab. Dieser Oberflächeneffekt kommt den Forschern gelegen: "Wir strukturieren unsere neuen MIPs jetzt an der Oberfläche so, dass nur die Substanz, die nachgewiesen werden soll, hängen bleibt, erklärt Haupt.

Mit Hilfe eines solchen Oberflächenreliefs baute Dickerts Team einen MIP, der die Blutgruppe bestimmen kann. Die roten Blutkörperchen der Gruppen A,B,0 und AB gleiche sich eins zu eins in der Form. Nur auf ihrer Oberfläche tragen sie verschiedene Antennen aus Zucker und Eiweißstoffen. Diesen subtilen Unterschied nutzten die Chemiker aus, indem sie den Kunststofffilm des MIP mit chemischen Gruppen spickten, die wie feine Härchen herausragen. Nur wenn Härchen und Antennen sich eng miteinander verhaken, bleibt das Blutkörperchen in dem Abdruck hängen, sonst schlitter es heraus. "Man kann unter dem Mikroskop zusehen, wie sich die Blutzellen eine nach der anderen in die passenden Vertiefungen setzen", schwärmt Lieberzeit.

Industrie und Politik verfolgen die Arbeit der Chemiker mit großem Interesse. Denn bisher fehlen Techniken, um Viren oder Zellen in großer Zahl schnell zu bestimmen. Gleich wäre dies dringend erforderlich, um beispielsweise Bio-Waffen wie Pocken- oder Denguefieber-Viren rechtzeitig zu erkennen. "Das ist der eigentliche Grund, warum wir angefangen haben, Viren-MIPs zu entwickeln", verrät Lieberzeit.

Die Detektoren sind leicht herzustellen und vor allem äußerst schnell beim Aufspüren der Erreger. Daher könnten sie bio-terroristische Angriffe frühzeitig aufdecken, indem sie zum Beispiel Lebensmittel und Trinkwasser auf gefährliche Keime prüfen. "Der Weg dahin ist allerdings noch weit", laubt Haupt. Es sei unter anderem noch gar nicht klar, ob alle gefährlichen Erreger einen spezifischen Abdruck im Kunststoff hinterlassen. Passt der MIP auch für harmlose Viren, würde das einen fatalen Fehlalarm auslösen.

Vorerst wollen sich weder Haupt noch die Wiener Forscher an Schnelltests für Bio-Waffen heranwagen. Um mit gefährlichen oder gar tödlichen Erregern zu arbeiten, müsste das Labor zum Hochsicherheitstrakt werden. "Ich will auch gar nicht mit Pockenviren forschen. Das ist nicht witzig!"wehrt Lieberzeit ab. Solange er die Wahl hat, bevorzugt der Chemiker den üblen, aber gänzlich ungefährlichen Gestank des Bio-Mülls".

- Soweit der Bericht -

Ein großes buntes Bild mit Bildzeile:

"Teile eines Erkältungsvirus (RSV) unterm Elektronenmikroskop. Mit molekular geprägten Polymeren könnten diese Übeltäter künftig schneller erkannt werden."

Weiter ein Kasten mit Erklärung und einer bunten Bildzeichnung:

"Was ist ein molekular geprägtes Polymer?

So entsteht es
Ein molekular geprägtes Polymer (MIP) entsteht, bildhaft gesprochen, indem ein Stempel (der Analyt, also der gesuchte Stoff) in einen weichen Kunststoff (Polymer) gedrückt wird. Nach diesem Prägevorgang wird der Kunststoff gehärtet. Der entstandene Abdruck ist spezifisch für den Analyten, der genau in den Abdruck passt.

Herstellungsverfahren
Der betreffende Analyt dient als Vorlage (man spricht auch von einem Templat oder einer Schablone). Während des Prozesses der Selbstmontage bilden die funktionellen Gruppen der Monomere (Teilmoleküle, die sich zu einem Polymer verbinden) mit der Vorlage einen Komplex. Nach der Polymerisation wird das Templatmolekül entfernt. Die funktionellen Gruppen werden durch die vernetzte Polymerstruktur in Position gehalten. Übrig bleiben Bindungsstellen, die sich genau komplementär zum Analytmolekül verhalten, sowohl in der Größe als auch in der Form.

Dazu braucht man es
in einem Sensor kann durch Gewichts- oder andere Messungen festgestellt werden, ob die Prägestellen im MIP von dem gesuchten Analyt-Molekül besetzt sind. So können zum Beispiel bestimmte Abgase, Pestizide, Vitamine, Medikamente oder Viren nachgewiesen werden. Bislang werden molekular geprägte Polymere noch ausschließlich als Detektoren in der Forschung verwendet. In einigen Jahren könnten sie unter anderem zur Kontrolle von möglicherweise verseuchten Lebensmitteln herangezogen werden oder zur Überwachung chemischer Prozesse wie der Kompostierung."

- Soweit die Erklärung im eingerahmten Kästchen - .


Herzlichst
Euer Penzy

Dieser Beitrag wurde 1 mal editiert, zum letzten Mal von Penzy: 08.02.2007 08:19.

08.02.2007 08:18 Penzy ist offline Beiträge von Penzy suchen Nehmen Sie Penzy in Ihre Freundesliste auf
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