Spätestens seit der Corona-Pandemie ist bekannt: Immunologische Schnelltests dauern mindestens 15 Minuten. Ursache dafür ist die Dauer der erforderlichen biochemischen Reaktion. „Auf einem Streifen in der Testkassette sind biochemische Stoffe angeordnet, die die gesuchte Substanz aus der Probe herausfiltern“, erklärt Philipp Jungmann, Produkt-Manager bei der Biosynex Technologies GmbH in Berlin. „Ist der Test positiv, kommt es zu charakteristischen Reaktionen – zum Beispiel zu einer Verfärbung.“ Und das dauert seine Zeit. Deshalb hat das vom Bundesforschungsministerium geförderte RUBIN-Bündnis „PolyChrome“, an dem Biosynex Technologies beteiligt ist, nun einen neuartigen Schnelltest einschließlich Messgerät entwickelt. Als erster mobiler Test basiert er auf einem optischen Chip und vermeldet das Ergebnis innerhalb weniger Sekunden.

Lichtwellen im Chip

Ein Blick durch das Mikroskop beim PolyChrome-Forschungspartner Heinrich-Hertz-Institut (HHI) in Berlin: Die Wissenschaftler Crispin Zawadzki und Jakob Reck lenken die Aufmerksamkeit auf ringförmig angeordnete Strukturen auf der Chipoberfläche, fünfzigmal dünner als ein menschliches Haar: „Diese Lichtwellenleiter bestehen aus neuartigen Materialien und werden mit speziellen Proteinmolekülen bestückt“, erklärt Jakob Reck. „Wenn die Probenflüssigkeit darauf getropft wird, reagieren die Proteinmoleküle mit den Substanzen in der Probe.“

Um diese Reaktionen zu messen, wird Licht durch den Chip geschickt. „Die Reaktionen verändern nämlich die Frequenzen der eintreffenden Lichtwellen“, erklärt Philipp Jungmann von Biosynex Technologies. Die Lichtquelle befindet sich in einem von dem Technologieunternehmen entwickelten Messgerät, das die Wellenlängen bestimmen kann.

Arztpraxen und Polizei im Visier

Das innovative Ausleseverfahren benötige nur wenige Sekunden und zeige genau, wie stark die Probe belastet ist, erklären die Forschungspartner. „Der automatisierte Herstellungsprozess der Chips ermöglicht zugleich niedrige Kosten“, sagt Crispin Zawadzki – und sein Kollege Jakob Reck ergänzt: „Zudem reichen wenige Tropfen vom Ausgangsmaterial, um mehrere unterschiedliche Tests gleichzeitig durchzuführen.“

Philipp Jungmann hat bereits die potenziellen Anwender des neuen mobilen Schnelltests im Blick. Dies werde neben Arztpraxen und Laboren auch die Polizei sein, die etwa Verkehrsteilnehmerinnen und -teilnehmer auf unterschiedliche Substanzen testet. Ebenso könnten Lebensmittelkontrolleurinnen und -kontrolleure das Gerät gut gebrauchen. Milch zum Beispiel wird schon im landwirtschaftlichen Betrieb auf verschiedene Inhaltsstoffe geprüft, noch bevor sie in den Tank fließen darf. Klein und handlich muss das Testgerät daher sein, eine Herausforderung für die Biosynex-Spezialistinnen und -Spezialisten, die das Design des Geräts derzeit am Computer entwickeln.

Licht als Hightech-Branche

Produktmanager Jungmann verspricht sich von der innovativen Kombination aus Chip-basiertem Schnelltest und Messgerät auch einen Wettbewerbsvorteil: „Nur wenn wir uns einen wachen Innovationsgeist erhalten, gehören wir zu den Technologieführern.“ Die Region Berlin-Brandenburg, wo sich Licht zur Hightech-Branche entwickelt hat, erscheint dafür als idealer Ort.