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Biosensoren: Truthahn inspiriert Biosensor

Anna Klinger

Alle Neurotiker und Verschwörungstheoretiker können jetzt aufatmen – oder besser doch nicht? Eine Gruppe von Wissenschaftlern der University of California in Berkeley hat einen Biosensor entwickelt, der organische (Gift-)Stoffe wie Methanol, Isopropylalkohol, Hexan und sogar das explosive TNT in der Luft aufspüren kann. Inspiriert hat sie dazu eine besondere Eigenschaft des Truthahns: Er kann je nach Gemütslage die Farbe seines Kopfes von rot zu weiß oder blau wechseln. Die Kollagenfasern in seiner Haut sind von vielen Blutgefäßen durchzogen, die anschwellen, wenn das Tier unruhig wird. Das vergrößert den Abstand zwischen den Fasern und auftreffendes Licht wird anders gestreut: Wir sehen eine veränderte Farbe.

Vom Truthahn inspirierte Biosensor-App | Biosensoren aus Bakteriophagen lagern sich zu kollagenähnlichen Fasern zusammen. Als Reaktion auf verschiedene Chemikalien dehnen sie sich aus oder ziehen sich zusammen, und generieren dadurch einen spezifischen Farbwechsel. Mit einer Smartphone-App kann das Farbmuster analysiert werden.

Der neue Biosensor arbeitet so ähnlich. Sein Grundbaustein ist der längliche, stäbchenförmige Bakteriophage M13, der sich zu kollagenähnlichen Fasern zusammenlagern kann. Als Reaktion auf verschiedene organische Stoffe in der Luft dehnen sich die Phagen aus oder ziehen sich zusammen, und die Farbe, die wir sehen, ändert sich. Der genaue Mechanismus dahinter ist selbst den Fachleuten noch nicht so wirklich klar. Sie vermuten eine spezifische Reaktion des geringen Wasseranteils in den Phagen mit der Chemikalie.

Auf dem neuen biosensorischen Teststreifen befinden sich vier verschiedene Phagenfelder mit steigender Bündeldichte. Jedes davon reagiert mit charakteristischem Farbumschlag auf die Chemikalie. Aber wie findet man am schnellsten heraus, wie viel welchen Giftstoffs in der Luft herumwabert? Wer dann – wie heutzutage üblich – hilfesuchend das Smartphone zückt, liegt gar nicht so falsch. Der Biosensor lässt sich mit einer praktischen iPhone-App kombinieren, dem "iColour Analyser", der das Farbmuster mit einer Referenzdatenbank abgleicht und dann eine Empfehlung abgibt: Durchatmen oder lieber Luft anhalten? Bisher ist das ganze System leider noch nicht für den frischluftliebenden Stadtneurotiker zu haben. Die Wissenschaftler denken aber daran, die heimischen Truppen damit auszustatten, um "die nationale Sicherheit zu schützen".

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