Bei einem Herzinfarkt wird der Herzmuskel geschädigt. Dabei gelangt der Eiweißstoff "Troponin-I" ins Blut. Österreichische Forscher entwickelten nun eine Testmethode für Troponin-I, die schon minimale Mengen nachweisbar macht. Mit diesem Antikörpertest könne man ein System zum besseren Erfassen von Herzinfarkt-Frühstadien aufbauen, erklären sie im Fachjournal "Royal Society Open Science".

Die Forscher vom Kompetenzzentrum für angewandte Elektrochemie und Oberflächentechnologie (CEST) in Wiener Neustadt und der Biosensor Technologies-Gruppe des Austrian Institute of Technology (AIT) in Tulln suchten und fanden mittels Computermodellen und Laborexperimenten eine Stelle (Epitop) an Troponin-I, die gut von einem Antikörper erkannt wird. Er haftet dort an, wird mittels eines zweiten Antikörpers mit einem fluoreszierenden Farbstoff markiert und mit einer hochempfindlichen Methode namens "Oberflächen-Plasmonen-Fluoreszenz-Spektroskopie" nachgewiesen.

Mit diesem Test kann man bereits ein Hundertstel der Troponin-I Menge nachweisen, die drei bis sechs Stunden nach Schädigung des Herzmuskels im Blut zu finden ist und mehrere Tage lang weiter zunimmt, berichten die Forscher. Er würde deshalb die klinisch relevante Variationsbreite für Herzinfarkt-Screenings abdecken.

Für das AIT kommt diese Arbeit aus der langjährigen Beschäftigung mit optischer Sensorik. "Einen so großen Analyten wie Troponin-I kann man optisch direkt nachweisen, in diesem Bereich haben wir in den vergangenen Jahren viel gelernt", sagte der wissenschaftliche Geschäftsführer des AIT, Wolfgang Knoll, der auch an der aktuellen Arbeit beteiligt war.

Chemischer Geruchssensorik auf der Spur

Die Forschergruppe will ihre Kompetenzen in der optischen, akustischen und mechanischen Sensorik auch in den chemischen Bereich der Geruchssensorik erweitern. "Was bisher fehlt, sind Sensoren, die die chemische Welt messen und bewerten können - etwas, das die Natur in großem Umfang macht, etwa wir Menschen mit unserer Nase, aber was nicht so einfach ist, in die technische Welt herüberzuholen", so Knoll gegenüber der APA.

Die Forscher verfolgen dabei einen biomimetischen Ansatz. "Wir versuchen, einen technischen Transducer (Wandler, Anm.), in unserem Fall etwa Transistoren, empfindlich zu machen, indem wir die biologischen Erkennungsstrukturen aus der Natur dazukoppeln. Konkret werden dazu Geruchsstoff-Bindungsproteine, wie sie bei allen Insekten und Wirbeltieren vorkommen, verwendet.

Bindet in der Natur ein ankommendes Geruchsmolekül an dieses Protein, wird letztendlich ein Aktionspotenzial des entsprechenden Neurons ausgelöst, das dann im Gehirn verarbeitet wird. Bindet bei der technischen Lösung ein Geruchsmolekül an die auf einem Transistor immobilisierten Proteine, "werden diese so verändert, dass man das elektrisch auslesen kann", erläuterte Knoll.

Fünf Jahre für High-Risk-Projekt

"Als sogenanntes High-Risk-Projekt stehen fünf Jahre zu Verfügung, um entsprechende Fortschritte zu erzielen", so Knoll, der auf das "enorme wirtschaftliche Potenzial" verschiedener Anwendungsperspektiven verweist. So könnte man etwa mit Sensoren in Mülltonnen nicht nur Füllhöhe oder Temperatur messen, sondern auch Auskunft über den Inhalt geben.

Auch im medizinischen Bereich gebe es Anwendungen, etwa mit der Atemluft-Diagnostik, oder in der Landwirtschaft, wo Pflanzen mit Insekten, Insekten untereinander und Pflanzen untereinander mit chemischen Stoffen kommunizieren. "Da ist nur ganz wenig bekannt, dieses wissenschaftliche Thema ist in vielerlei Hinsicht relevant und hat ein großes Potenzial ", sagte Knoll.(apa)