Großfeuer in einer Lagerhalle. Schwarzer Rauch zieht in Richtung Wohngebiet. Routinemäßig werden die Bewohner aufgefordert, daheim zu bleiben und die Fenster zu schließen. So schnell kann niemand herausfinden, ob der Qualm gesundheitsschädliche Stoffe enthält. Und auch die Überprüfung des Löschwassers, das in die Kanalisation fließt, auf Giftstoffe zieht sich hin.


Bild: DTU

Bakterien erkennen mehrere Schadstoffe

Bald aber nicht mehr. Ein dänisch-israelisches Forscherteam hat einen Sensor entwickelt, der in Sekundenschnelle Alarms schlägt, wenn er in Luft oder Wasser Schadstoffe entdeckt. Er besteht aus einem Siliziumchip, auf dem Bakterien angesiedelt sind. Professor Shimson Belkin von der Hebrew University of Jerusalem liefert diese Mikroorganismen Bakterien namens Escherichia coli. Doch es sind nicht die Originale, wie sie beispielsweise den menschlichen Darm nutzbringend besiedeln. Belkin und sein Team haben die Bakterien genmanipuliert, sodass sie auf unterschiedliche Giftstoffe reagieren. Die Antwort der Mikroorganismen auf derart unerfreuliche Kontakte ist das Aussenden von Licht.

Verstärkung für glimmende Bakterien

Die Bakterien glimmen jedoch so schwach, dass es kaum zu sehen ist. Anders Kristensen, Professor an der Technischen Universität von Dänemark (DTU) in Lyngby, und sein Team haben eine Art Lichtverstärker zugeschaltet. Dadurch sind die Signale deutlich zusehen. Kristensen hat einen anschaulichen Vergleich für den Leuchtstärkeunterschied. Ohne seine Technik könne man das Licht der Bakterien so gut sehen wie die Sterne in einer klaren Nacht, wenn man sie vom lichtdurchfluteten Zentrum von Kopenhagen beobachtet. Das Nachher vergleicht er mit einem Beobachtungsposten in der gleichen Nacht, aber draußen auf dem Land.


Auf dem Weg zur Serienreife

Belkin liefert unterschiedlich manipulierte Bakterien, die jeweils auf einen bestimmten Schadstoff ansprechen. Siedelt man auf dem Chip mehrere davon an erhält man einen Multifunktionssensor. Bisher kann sich Kristensen lediglich darüber freuen, dass die Technik funktioniert. Jetzt gehen die Forscher daran, den Biosensor zur Serienreife zu entwickeln. Möglicherweise findet er breite Anwendung etwa bei Rettungsdiensten, denn er soll preiswert herstellbar sein. „Unsere Technik eröffnet viele Möglichkeiten“, so der DTU-Forscher.

via Technical University of Denmark

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