Stromleitender Chip bestimmt Pathogen-Konzentration

Der Sensor, den Mikrobiologen der Uni Kiel und der Goethe-Universität Frankfurt entwickelt haben, kann lebende Pathogene in Medizin und Lebensmittelanalytik mit hoher Empfindlichkeit quantitativ nachweisen.

Die neue Methode weist nur intakte Bakterien nach, die an die zellspezifische Glykokalyx binden. „Wir wussten, welche Zellen E. coli normalerweise infiziert“, so Forschungsleiter Prof. Dr. Andreas Terfort von der Goethe-Universität. „Das haben wir genutzt, um unseren Chip mit einer künstlichen Glykokalyx zu überziehen, die die Oberfläche dieser Wirtszellen nachstellt. An dem Sensor bleiben daher nur Bakterien von dem gewünschten E.-coli-Stamm kleben.“

E. coli bindet mit mehreren Pili genannten Zellausstülpungen zugleich an den Sensor. Bakterien, die nicht über die passenden Pili verfügen, gleiten von der zellspezifischen Zuckerhülle des Chips ab, die an ein leitfähiges Polymer gebunden ist. „Über diese ‚Drähte‘ können wir durch Anlegen einer elektrischen Spannung ablesen, wie viele Bakterien an den Sensor gebunden haben“, erklärt Erstautor Sebastian Balser. Mit der gewählten Strategie war es möglich, pathogene von nicht-pathogenen E. coli zu diskriminieren. Einsetzen ließe sich der Bakteriensensor in Gebieten, in denen Krankenhäuser nicht über eine aufwendige Labordiagnostik verfügen.