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Sensoren erkennen Viren Grippe- und Coronaviren mit Schutzmaske erkennen

Von Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Forscher haben eine Mund-Nase-Maske mit Sensoren ausgestattet, um Viren zu identifizieren. Der Prototyp identifiziert Viren wie Sars-CoV-2 oder Grippeviren und sendet das Signal drahtlos an ein Smartphone.

Mit den Sensoren in der Mund-Nase-Maske lassen sich Viren erkennen. Das Signal, wenn Viren erkannt worden sind, wird auf ein Smartphone übertragen.
Mit den Sensoren in der Mund-Nase-Maske lassen sich Viren erkennen. Das Signal, wenn Viren erkannt worden sind, wird auf ein Smartphone übertragen.
(Bild: Wang et al. Cell.com)

Seit der Corona-Pandemie sind Mund-Nase-Masken allgegenwärtig. Jetzt haben Forscher aus China einen Prototypen einer Maske entwickelt, in dem sich bioelektronische Module befinden. Die in der Atemluft befindlichen Aerosole werden durch ein Ventil zu einem Sensor geleitet, welche mit Aptameren ausgestattet sind. Dabei handelt es sich um DNA-Stücke, an die sich bestimmte Virusproteine binden können. Dockt ein Protein an das Aptamer an, entsteht ein Signal, welches durch einen ionengesteuerten Transistor verstärkt wird.

Dazu befinden sich die Ionen in einem Gel, einem elastischen Feststoff, welches sich in einen flexiblen elektronischen Schaltkreislauf eingebunden werden kann. Geschalten wird, wenn die Virenproteine die Aptamere besetzen.

Drei Sensoren in der Maske

In der aktuellen Version der Maske haben die Entwickler drei Sensoren integriert. Sie erkennen das Coronavirus Sars-CoV-2 sowie die Grippeviren H1N1 und H5N1. Die drei Virentypen lassen sich unabhängig voneinander erkennen, wenn sie in der Luft vorhanden sind. Das Signal der Sensoren wird kabellos auf ein Smartphone übertragen.

Die Entwickler sagen, dass sich das Sensorsystem ohne viel Aufwand auf andere Virentypen anpassen lässt. Zudem sei die Empfindlichkeit der Sensoren hoch: Bereits ein Tröpfchen von 0,3 µl (tausendstel Milliliter) lässt sich nachweisen. Beim Niesen stossen wir bis zu 560 Mal mehr Flüssigkeit aus. In einem Gas sind die Sensoren in der Lage, die drei genannten Viren bereits erkennen, wenn von diesen 0,1 Femtogramm (Billionstel Milligramm) in einem Milliliter vorhanden sind.

Dieser Beitrag erschien zuerst auf unserem Schwesterportal Elektronikpraxis.

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