Geruchssensoren sollen Wein und Sprengstoff erkennen

Zellen auf einem Sensor reagieren auf verschiedene Stoffe

Ein neuartiger Sensor soll gefährliche Stoffe besser und schneller erkennen als bisherige biochemische Sensoren. Auf dem Chip sitzen dazu lebendige Zellen, die auf bestimmte Stoffe reagieren. Der Sensor soll Sprengstoff oder Krankheitserreger ebenso erkennen wie die Herkunft von Spezialitäten.

Guten Wein, verdorbene Speisen, Krankheitserreger oder Sprengstoff - der Geruchssensor, den Forscher an der University von Maryland entwickeln, soll viele verschiedene Stoffe erkennen. "Zell-basierten Sensor-auf-einem Chip" nennen die Forscher ihre Entwicklung, die sie mit einem Bluthund vergleichen, der eine Spur aufgenommen hat.

Für die Erkennung wollen die Wissenschaftler lebendige Zellen einsetzen, die auf unterschiedliche Stoffe reagieren. Welche Zellen sich auf dem wenigen Millimeter großen Chip befinden, wird dabei von dem geplanten Einsatz abhängen.

Kommen die Zellen in Kontakt mit einer bestimmten Substanz - in erster Linie mit Sprengstoff -, reagieren sie darauf mit Stress. Spezielle Schaltkreise erkennen diese Reaktion und schlagen Alarm. Die Erkennung solle, so die Forscher, schneller und genauer erfolgen als bei den heutigen biochemischen Sensoren.

Zurzeit arbeitet das Forscher-Team der A. James Clark School of Engineering an den Details. So brauchen die Zellen zum Leben eine feuchte Umgebung und Nährflüssigkeit. Die elektronischen Bauteile des Sensors-auf-einem-Chip hingegen lieben es trocken. Die Aufgabe ist deshalb, eine Anordnung zu konstruieren, die beiden Anforderungen gerecht wird. Außerdem gilt es, Schaltkreise zu entwickeln, die mit den Zellen interagieren und deren Reaktionen erkennen können.

In erster Linie entwickeln die Wissenschaftler die Biosensoren zur Erkennung von Sprengstoff, da ihre Forschung unter anderem vom Ministerium für Heimatschutz und dem Armeegeheimdienst finanziert wird. Allerdings, sagen sie, seien auch andere Anwendungen denkbar. So könnten die Geruchszellen beispielsweise Krankheitserreger im Wasser und in Lebensmitteln aufspüren oder die Herkunft von Spezialitäten wie Wein oder Käse ermitteln. Auch der Einsatz in der pharmazeutischen Forschung sei möglich.