Aus der Kombination einer lebenden Zelle und elektronischen Bauteilen haben amerikanische Wissenschaftler einen Giftsensor konstruiert. Die Wissenschaftler um Yong Huang von der Universität in Berkeley befestigten dafür auf einem Siliziumchip an einer Zelle zwei Elektroden. Stirbt diese durch eine giftige Substanz, steigt die Leitfähigkeit ihrer Zellmembran, was mit den Elektroden nachgewiesen werden kann. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in der Fachzeitschrift “Sensors and Actuators” (Ausgabe vom 15. Juni).
Normalerweise ist die Membran einer lebenden Zelle unter gleich bleibenden Bedingungen intakt und relativ undurchlässig für Ionen, also Träger elektrischer Ladung. Diesen Unterschied der lebenden zur toten Zelle nutzen die Wissenschaftler. Je stärker ein Gift, desto mehr wird die Zellmembran beschädigt und desto durchlässiger wird sie für Ionen. Der Ionenfluss wird ohne Zeitverzögerung durch die Elektroden gemessen.
Frühere, ebenfalls mit lebenden Organismen arbeitende Sensoren unterschieden mithilfe von fluoreszierenden Substanzen nur zwischen lebenden und toten Zellen: Tote Zellen leuchteten, da die Farbstoffe durch die zerstörte Hülle in die Zelle hinein wandern konnten. Doch diese Methode ist sehr kompliziert, erklären die Wissenschaftler, da Farbstoffe und langwierige Messungen benötigt werden. Zudem kann die Stärke des Giftes nicht bestimmt werden. Der neue Mikrochip dagegen sei viel einfacher, billiger und schneller. Zudem ist er so klein, dass ihn beispielsweise Soldaten als Sensor am Körper tragen könnten.
Stefanie Offermann
