Dieser Sensor diagnostiziert eine Krankheit mit einem einzigen Molekül 🔬

Forscher der University of California in Riverside haben ein Werkzeug entwickelt, das Krankheiten anhand eines einzigen Moleküls erkennen kann. Diese Innovation, die auf der Nanopor-Technologie basiert, könnte die Art und Weise, wie wir Infektionen und chronische Krankheiten diagnostizieren, revolutionieren.


Aktuelle Methoden benötigen Millionen von Molekülen, um eine Krankheit zu identifizieren, was ihre Genauigkeit und Geschwindigkeit einschränkt. Das neue Werkzeug, das vom Team von Kevin Freedman, Professor für Bioingenieurwesen, entwickelt wurde, verwendet Nanoporen, um elektrische Signale zu erfassen, die von einzelnen Molekülen wie DNA oder Proteinen ausgehen. Dieser Ansatz ermöglicht eine ultrapräzise Detektion, selbst bei minimalen Konzentrationen.

Wie funktioniert diese Technologie?

Im Herzen des Geräts befindet sich eine Nanopore, eine mikroskopisch kleine Öffnung, durch die Moleküle einzeln hindurchtreten. Wenn ein Molekül diese Pore durchquert, reduziert es den Ionenfluss und erzeugt ein messbares elektrisches Signal. Dieser Mechanismus ermöglicht die Identifizierung spezifischer Biomarker mit hoher Zuverlässigkeit.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Sensoren, die externe Filter benötigen, die die Daten verfälschen können, fungiert die Nanopore selbst als Filter. Sie reduziert das Hintergrundrauschen und bewahrt gleichzeitig die nützlichen Signale, was die Genauigkeit der Diagnosen verbessert.

Vielversprechende Anwendungen in der Medizin und Forschung

Das Team plant, diese Technologie zu miniaturisieren, um ein tragbares Gerät in der Größe eines USB-Sticks zu entwickeln. Ein solches Werkzeug könnte Infektionen in 24 bis 48 Stunden erkennen, im Vergleich zu mehreren Tagen bei aktuellen Tests. Diese Geschwindigkeit wäre entscheidend, um sich schnell ausbreitende Krankheiten einzudämmen.

Über die Diagnose hinaus eröffnet diese Technologie Perspektiven in der Proteinforschung. Sie ermöglicht es, gesunde Proteine von solchen zu unterscheiden, die an Krankheiten beteiligt sind, selbst wenn ihre Strukturen sehr ähnlich sind. Dies könnte zu personalisierteren und effektiveren Behandlungen führen.

Hin zur Proteinsequenzierung auf molekularer Ebene

Eines der Hauptziele dieser Forschung ist die Proteinsequenzierung auf der Ebene eines einzelnen Moleküls. Während die DNA-Sequenzierung genetische Informationen liefert, zeigt die Proteinsequenzierung, wie diese Anweisungen im Körper umgesetzt werden. Dieser Fortschritt könnte eine frühere Erkennung von Krankheiten und besser angepasste Therapien ermöglichen.

Eine Zukunft, die in den Alltag integriert ist

Kevin Freedman ist überzeugt, dass Nanoporen sowohl in der Forschung als auch in der Gesundheitsversorgung allgegenwärtig werden. Mit immer zugänglicheren Geräten könnte diese Technologie in Heimdiagnose-Kits oder klinischen Tests eingesetzt werden und so unseren Ansatz zur personalisierten Medizin verändern.