Bisherige Corona-Schnelltests beruhen auf bekannten Nachweisverfahren, wie sie auch schon für andere Viren verwendet wurden. Dazu zählen einerseits die Antigenschnelltests, welche Vorteile in der schnellen Ergebniserfassung vorweisen, aber nicht immer mit ihrer Zuverlässigkeit punkten. Dem gegenüber stehen PCR Tests, welche auch eine sehr geringe Viruslast zuverlässig nachweisen, die jedoch aufgrund von Dauer und Aufwand nicht als Schnelltest einzuordnen sind. Der Biochip, welcher an der TU Wien entwickelt wird, soll eine Brücke zwischen den beiden etablierten Testsystemen schlagen. Es wird ein Schnelltest entwickelt, welcher zuverlässige Ergebnisse liefern soll und dabei die Schwachstellen der etablierten Testmöglichkeiten behebt.
Die an der TU Wien eingesetzte Nachweismethode beruht auf einem anderen Messprinzip wie die schon etablierten Tests. Die eingesetzte Methode soll besonders bei einer geringen Viruslast Stärken aufweisen und diese zuverlässig in kurzer Zeit nachweisen.
Das Labor in einem Chip
„Wir beschäftigen uns seit vielen Jahren mit Bio-Chip-Technologien“, sagt Prof. Peter Ertl, Leiter der Cell-Chip-Forschungsgruppe am Institut für Chemische Technologien und Analytik der TU Wien. „Dabei arbeitet man mit winzigen Flüssigkeitsmengen, die in den feinen Kanälen eines Bio-Chips präzise gesteuert und untersucht werden können. Genau diese Technologien kann man nun verwenden, um einen hochsensitiven Corona-Schnelltest zu entwickeln.“
Zunächst werden im Biochip passende Antikörper angebracht, die das gesuchte Virus festhalten können. Falls die untersuchte Probe Viren enthält, werden diese dort fixiert. Danach kommt eine weitere Art von Antikörpern ins Spiel: Sie sind frei beweglich, allerdings mit einem Nanopartikel aus Gold versehen. Diese Antikörper binden an den fixierten Viren, jedes Virus wird somit durch ein winziges Stück Gold markiert.
Diese Markierung lässt man nun wachsen – und zwar mit Hilfe einer Silberlösung. Die Silberatome lagern sich am Gold an, und überall dort, wo sich ein Virus befindet, bildet sich ein Silberkomplex mit goldenem Kern. Nach kurzer Zeit ist diese Edelmetallstruktur so groß, dass sie einen elektrischen Kontakt zwischen zwei Elektroden herstellt. Es kommt zu einem Stromfluss, eine Lampe leuchtet auf – und das ist der Beweis, dass sich zwischen den Elektroden ein Virus befinden muss.
Sicher und schnell
„Unsere Methode hat mehrere Vorteile gegenüber bisherigen Verfahren“, sagt Peter Ertl. „Bisherige Test wertet man normalerweise durch bloßes Hinsehen aus: Irgendwo verfärbt sich ein Teststreifen. Bei einer sehr kleinen Zahl von Viren ist der Effekt möglicherweise zu klein, um wahrgenommen zu werden. Uns ging es darum, eine möglichst geringe Quote an falsch-negativen Ergebnissen zu haben. Auch geringste Mengen des Virus sollen nachgewiesen werden können. Dabei hilft unsere neue Methode sehr.“
Der zweite große Vorteil ist, dass der Test schnell funktioniert. Man benötigt keine Zusatzgeräte, der Chip selbst soll genügen. „Bisherige Tests dauern oft etwa zwölf Minuten. Das klingt nicht viel, aber wenn ich etwa vor einer großen Veranstaltung am Einlass alle Personen durchtesten will, wird das schwierig.“
Einige technische Details sind noch zu klären. Das Team hofft, in den nächsten Monaten einen praktikablen Prototyp zu entwickeln. „Dass die Methode gut funktioniert, wissen wir nun bereits, daher haben wir sie auch schon zum Patent angemeldet“, erklärt Peter Ertl. „Selbstverständlich ist unsere neue Technologie nicht nur für Coronaviren anwendbar, man kann sie an beliebige Arten von Viren anpassen.“
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Foto Titelbild: Prof. Peter Ertl (Mitte) mit Christoph Eilenberger und Helene Zirath im Labor
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