Leobener Forscher gewinnen Challenge:

Virus-Träger durch Scan der MNS-Masken eruieren

Auf Flughäfen können handliche Detektoren mithilfe von Raman-Spektroskopie Spuren von Drogen an Reisenden und ihren Gepäckstücken feststellen. Geht es nach den Vorstellungen von Leobener Forschern, könnten auf selber Basis auch MNS-Masken zur schnellen Detektion von Virus-Trägern herangezogen werden. Auf der jüngsten EU-weiten Virus-Challenge war das Team mit seinem Konzept erfolgreich.

red/Agenturen

Die Raman-Spektroskopie nutzt den Effekt, dass verschiedene Substanzen, die mit Laserlicht bestrahlt werden, das Licht auf jeweils charakteristische Weise zurückstreuen. Weil die Moleküle in den beleuchteten Materialproben unterschiedlich angeregt werden, und die Energie auf spezifische Weise abgeben, ändert sich die Farbe des zurückgestrahlten Lichts. Hochsensible Lichtsensoren in einem Handlesegerät können das messen.

Vorteil: berührungslos messen

Im Vergleich mit bekannten Spektren in einer Datenbank kann die Substanz identifiziert werden und etwa einen Alarm abgeben, wenn es sich um einen Gefahrenstoff handelt. Der Vorteil liegt in der Fähigkeit, berührungslos zu messen. Entsprechende Hand-held-Messgeräte werden bereits zur Detektion von Drogen an Orten wie Flughäfen eingesetzt, wie Christian Mitterer, Leiter des Lehrstuhls für Funktionale Werkstoffe und Werkstoffsysteme der Montanuniversität Leoben, gegenüber der APA erklärte.

„Unser Konzept sieht die Nutzung von bereits auf dem Markt befindlichen Geräten für den Nachweis von SARS-CoV-2 vor“, führte Mitterer weiter aus. Die sogenannte oberflächenverstärkte Raman-Streuung (Surface Enhanced Raman Scattering, SERS) nutzt zusätzlich Nanopartikel, die die Raman-Signale verstärken, sodass Mengen detektiert werden, die um viele Größenordnungen kleiner sind. Damit können auch Signale von spezifischen Biomolekülen, RNA und Proteinen erhalten werden. „Wir beschäftigen uns seit Jahren mit dieser Methode, die geeignet ist, geringste Spuren von Verbindungen nachzuweisen“, sagte Mitterer.

Schnelle Tests durch SERS

Nikolaos Kostoglou, Mitarbeiter am Leobener Institut, hat sich im Rahmen der „EUvsVirus-Challenge“ mit der Entwicklung von Gesichtsmasken beschäftigt, die mit solchen Nanopartikeln funktionalisiert werden sollen. Wenn an den Einweg-Filtern Tröpfchen mit dem Virus haften bleiben, sollten diese mithilfe von SERS ebenfalls detektiert werden können. „Die Herausforderung ist nun, einen 'Fingerprint' des Virus, z.B. eine bestimmte Proteinstruktur zu finden, die charakteristisch für SARS-CoV-2 ist. Diese Proteinstruktur könnte dann mit den bereits vorhandenen Hand-held-SERS-Geräten detektiert werden und so extrem rasche Tests ermöglichen“, erklärte Kostoglou.

Kostoglou hat mit einem Team aus griechischen Kollegen an der „EUvsVirus-Challenge“ teilgenommen. Während die Montanuni das Know-how in puncto Nanopartikel und Werkstoffwissenschaften mitbringt, sind die Kollegen vom National Centre for Scientific Research Demokritos in Athen die Mathematiker, die den spezifischen „Fingerprint“ des Virus unter SERS-Bedingungen herausfinden wollen. „Das internationale Team besteht seit langem, wie sind seit Jahren in gemeinsamen Projekten tätig“, schilderte Mitterer.

Zu dieser Challenge, die als pan-europäischer Hackathon von der Europäischen Kommission organisiert wurde, wurden 2.000 Vorschläge mit mehr als 20.000 Teilnehmern eingereicht. Nun will man gemeinsam mit weiteren Mikrobiologen und Virologen die weitere Umsetzung des Sieger-Konzeptes vorantreiben. Die Einsatzmöglichkeiten des Detektionssystems wären laut den Leobener Forschern vielfältig. Sie denken an Krankenhäuser und Schulen und „überall dort, wo es zu großen Menschenansammlungen kommt“.