Eine elektronische Nase kann krankmachende Bakterien innerhalb weniger Minuten aufspüren und identifizieren: Das Gerät analysiert den individuellen Duft der Keime, der aus einem Cocktail flüchtiger organischer Verbindungen besteht, und ordnet die jeweilige Duftmarke einem bestimmten Bakterienstamm zu. In ersten Tests diagnostizierte die von britischen Wissenschaftlern entwickelte Nase bereits sehr zuverlässig Infektionen mit dem Krankheitserreger Staphylococcus aureus. Zukünftige Versionen sollen sogar antibiotikaresistente Bakterien identifizieren können.
Um zu bestimmen, von welchen Bakterien eine Infektion verursacht wird, müssen die Mikroben bisher erst auf Nährplatten kultiviert werden ? ein Vorgang, der etwa zwei bis drei Tage dauert. Schneller können die Keime anhand ihrer DNA identifiziert werden: Die so genannte Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR) liefert bereits nach gut zwei Stunden ein Ergebnis. Das neue Verfahren verkürzt diese Zeit auf etwa 15 Minuten, berichten die Entwickler David Morgan vom Heart of England Hospital in Birmingham und Ritaban Dutta von der Universität Warwick.
Grundlage ihrer Entwicklung war die Feststellung, dass eitrige Hautinfektionen leicht unterschiedlich riechen ? je nachdem, von welchen Bakterien sie verursacht werden. Um diese verschiedenen Gerüche genauer zu analysieren, verwendeten die Wissenschaftler eine elektronische Nase, die 32 mit verschiedenen leitfähigen Polymeren
beschichtete Sensoren enthält. Jede dieser Elektroden reagiert auf ganz bestimmte Substanzen, indem sie ihren elektrischen Widerstand auf eine charakteristische Weise verändert. In Kombination ergeben die Signale dabei eine Art “Geruchs-Abdruck” der Chemikalien in der analysierten Probe. Dieses Muster wird von einer Software erfasst und mit bereits bekannten Mustern verglichen.
Das Gerät hat seine erste Bewährungsprobe bereits hinter sich: Die Forscher brachten ihrer E-Nase anhand von Patientenabstrichen bei, wie der Duftabdruck des Erregers Staphylococcus aureus aussieht, der Infektionen wie Abszesse, Nasennebenhöhlenentzündungen oder Mittelohrentzündungen verursacht. Anschließend testeten sie an weiteren Proben, wie gut der Detektor die Bakterien von anderen unterscheiden kann, und erreichten dabei eine Trefferquote von 96 Prozent. Als nächstes wollen Morgan und Dutta ihre künstliche Nase darauf trainieren, die gefährlichen antibiotikaresistenten Staphylococcus-Stämme (MRSA) von den harmloseren, nicht resistenten zu unterscheiden. Momentan ist jede der E-Nasen etwa so groß wie zwei Desktop-PCs und kostet nach Angaben des “New Scientist” knapp 89.000 Euro.
New Scientist, 24. September ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
