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Sekundenschneller Antikörpertest mit 3D-Druck-Sensor

Forschungsergebnisse
Sekundenschneller Antikörpertest mit 3D-Druck-Sensor

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Rahul Panat, Professor für Maschinenbau in Pittsburgh (rechts) nutzt 3D-gedruckte Sensoren für einen schnellen Covid-19-Antikörpertest. Bild: Carnegie Mellon University
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Forscher der Carnegie-Mellon-Universität in Pennsylvania/USA haben ein Gerät entwickelt, das Covid-19-Antikörper in 10 bis 15 s erkennen soll. Das Gerät geht jetzt in die Testphase mit Corona-Patienten. Es basiert auf einem Sensor, der aus winzigen Goldelektroden besteht und mit Aerosol-Jet-Technologie gedruckt wird. Nach Angaben der US-Forscher könnten die Herstellungskosten im zweistelligen US-Dollar-Bereich liegen.

Der 3D-gedruckte Sensor funktioniert dank einer speziellen Geometrie und spezifischen Oberflächeneigenschaften, wie Prof. Rahul Panat erklärt. Der für den Maschinenbau aktive Wissenschaftler hat sich auf Additive Manufacturing spezialisiert, um Biosensorgeräte und Mensch-Computer-Schnittstellen herzustellen. „Mein Team arbeitete an 3D-gedruckten Hochleistungssensoren zum Nachweis von Dopamin, einer Chemikalie im Gehirn. Als wir erkannten, dass wir unsere Arbeit für den Covid-19-Test anpassen konnten, verlagerten wir unsere Forschung.“

Für den Test wird ein sehr kleiner Tropfen Blut aus einer Fingerspitze auf den Sensor aufgebracht, der eine elektrochemische Reaktion auslöst und damit zwei Covid-19-Antikörper detektiert. Der Sensor soll mit einer speziellen chemischen Substanz schnell gereinigt und wiederverwendet werden können. Entscheidend für die Herstellung war das Aerosol-Jet-Verfahren von Optomec. Es ermöglichte den Druck von 100 nanoskaligen Goldmikrosäulen-Elektroden auf einem 2-mm-Quadrat, die – versehen mit einer Antigen-Beschichtung – das Anlagern der Antikörper begünstigen.

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