Forscher von der Texas-A&M-Universität haben einen Prototyp eines batteriebetriebenen Taschengeräts zur Polymerasekettenreaktion (PCR) entwickelt. Damit ließen sich kleinste DNA-Mengen vervielfältigen, um beispielsweise Erreger von Infektionskrankheiten rasch und zuverlässig zu identifizieren. Das Gerät wäre nach Angaben der Wissenschaftler für etwa 10 US-Dollar herzustellen und könnte in Gebieten mit schlechter Infrastruktur eingesetzt werden.

Die PCR umfasst drei Reaktionsschritte, die immer wieder durchlaufen werden müssen, bis genügend Kopien an genetischem Material hergestellt sind. Allerdings laufen die Schritte bei unterschiedlichen Temperaturen ab (95, 50 und 72 Grad Celsius). Bisherige Thermocycler, welche die Rekationsmischung in vorgegebenen Intervallen heizen, kühlen und wieder heizen, arbeiten zeitaufwändig und brauchen viel Strom.

Das Team um Victor Ugaz konstruierte nun einen geschlossenen Kreislauf, bei dem die Reaktionslösung kontinuierlich drei Zonen mit den drei benötigten Temperaturen durchläuft. Auf Grund der Konvektion durch die Dichteunterschiede zwischen warmen und kalten Bereichen der Lösung muss sie nicht umgepumpt werden.

Der Prototyp besteht aus drei Metallblöcken, von denen einer per Widerstandheizung auf 95 Grad Celisus geheizt wird. Schrauben aus einem weiteren Metall verbinden die Blöcke miteinander. Richtig ausgelegt sorgt diese Konstruktion dafür, dass sich in den beiden nicht beheizten Blöcken automatisch die gewünschten Temperaturen einstellen. Auf diese Weise reichen zwei kleine Batterien zum Betrieb des Taschen-Thermocyclers. Als Reaktionsgefäß dient ein feiner Kunststoffschlauch, der um die Blöcke geführt wird. Über dessen Durchmesser kann das Reaktionsvolumen, üblicherweise im unteren Mikroliterbereich, je nach Erfordernissen angepasst werden.