Echter Cyborg

Chips mit Geruchszellen sollen Sprengstoff finden

(Bild: Clark School/U-Md)

US-Forscher entwickeln zur Zeit Mikrochips, auf denen lebende Zellen als biochemische Detektoren fungieren. Mit Hilfe organischer Geruchszellen könnten diese Mikrochips zum Beispiel im militärischen Bereich zur Anwendung kommen, wo sie Sprengstoff aufgespüren könnten.

Wie die Wissenschaftler der A. James Clark School of Engineering an der University of Maryland berichten, sollen die Zellen-basierten Sensor-Systeme wesentlich schneller und zuverlässiger als heutige biochemische Sensoren diverse Substanzen erkennen.

Aktuelle biochemische Detektoren hätten das Problem, zu häufig falsche Ergebnisse wie etwa Fehlalarme zu liefern, so die Forscher. Dem sollen die organischen Mikro-Labore Abhilfe schaffen. Die organischen Zellen als Teil der Mikrosysteme könnten chemische und biologische Gefahrenstoffe präziser und schneller erkennen. Elektronische Schaltkreise überwachen und interpretieren das Verhalten der Zellen, um insgesamt einen verwendbaren Sensor zu ergeben.

Herausforderung: feuchte Umgebung und Elektronik
So sollen Geruchszellen etwa genutzt werden, um Sprengstoffe zu erschnüffeln. Andere Zellen wiederum könnten bei Kontakt mit Pathogenen Stress-Reaktionen aufweisen oder absterben, woraufhin die überwachende Elektronik einen Alarm auslösen würde. Eine wesentliche Herausforderung ist, dass die biologischen Zellen zum Überleben eine feuchte Umgebung benötigen, gleichzeitig aber die Elektronik des Systems trocken gehalten werden muss.

Chips könnten an Wasser und Nahrungsmitteln schnüffeln
Dass zunächst potenziell militärische Einsatzgebiete wie das Aufspüren von Sprengstoff oder Pathogenen als Anwendungsbeispiele genannt werden, mag damit zusammenhängen, dass die Forschung unter anderem vom Department of Homeland Security und der Defense Intelligence Agency gefördert wird. Die Forscher betonen jedoch, dass auch viele andere Einsatzgebiete für die Mikro-Labore denkbar seien. Wasser könnte auf Verunreinigungen untersucht werden und bei Nahrungsmitteln wäre es möglich zu bestimmen, ob diese verdorben sind. Bei Käse oder Wein könnte ihre genaue Herkunft ermittelt werden. Auch ein Einsatz zur Luftanalyse oder in der Pharmaindustrie sei vorstellbar, ferner könnte die wissenschaftliche Grundlagenforschung profitieren. (pte)