Ärzte Zeitung online, 03.09.2019

In Entwicklung

Mit dem Smartphone Noroviren aufspüren

Mit neuer Methode von US-Forschern lassen sich kleinste Mengen der Viruspartikel nachweisen. Das könnte Wasserwerken nutzen – und Kreuzfahrern.

Von Katharina Grzegorek

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Das zum Fluoreszenzmikroskop umgewandelte Smartphone analysiert auf einen Chip aufgebrachte kontaminierte Wasserproben.

© American Chemical Society

SAN DIEGO. Noroviren sind bekanntlich hochkontagiös. Schon zehn Viruspartikel reichen aus, um beim Menschen eine Gastroenteritis auszulösen, die ja mit starken Erbrechen, Durchfall und Bauchschmerzen einhergeht. Forscher um Dr. Jeong-Yeol Yoon von der University of Arizona in Tucson haben nun ein Smartphone-Device entwickelt, das selbst kleinste Mengen des Virus in Flüssigkeiten aufspüren kann, berichtet die American Chemical Society (ACS). Die Ergebnisse wurden beim Kongress der Gesellschaft in San Diego vorgestellt.

Bislang sei es nur möglich, Noroviren in Wasser- oder Lebensmittelproben mittels Methoden zu erkennen, die auf der Polymerase-Kettenrektion (PCR) basieren. Dies dauere allerdings mehrere Stunden und muss im Labor von geschultem Personal durchgeführt werden. Mit dem neuartigen Device soll die Analyse schneller und einfacher möglich sein.

Schlüssel: die Fluoreszenz

Für das Verfahren machten sich die Forscher Fluoreszenz zunutze. Sie verwandelten ein gewöhnliches Smartphone in ein Fluoreszenz-Mikroskop, indem sie es mit einem kommerziell verfügbaren Smartphone-Lichtmikroskop, einer separaten Lichtquelle und zwei Bandbreitenfiltern ausstatteten. Auf einen mikrofluidischen Papier-Chip brachten sie dann eine mit Noroviren kontaminierte Wasserprobe auf.

Dieser fügten die Forscher eine Suspension mit fluoreszierenden Polystyrol-Kügelchen hinzu, auf denen Antikörper gegen die Noroviren hafteten. Der Kapillareffekt des Papiers sorgt dafür, dass sich beide Flüssigkeiten mischen. An jedes einzelne Norovirus hafteten sich nun über die Antikörper mehrere fluoreszierende Kügelchen; diese aggregierten und erzeugten ein fluoreszierendes Bild.

Das Team fotografierte schließlich den Chip mit ihrem Fluoreszenz-Mikroskop auf dem Smartphone, dann berechnete eine App die Norovirus-Konzentration anhand der Pixelzahl auf dem Bild. Auf diese Weise konnten bereits fünf oder sechs Viruspartikel pro Probe detektiert werden, heißt es in der Mitteilung der ACS.

Bisher sei es mit dem System gelungen die Keime sowohl in gereinigtem Wasser als auch in Schmutzwasser nachzuweisen. Leitungswasser hingegen sei anfällig für Fehler gewesen, wie die Forscher berichten, vermutlich aufgrund des zugefügten Chlors. Es sei allerdings kein Problem, das Wasser vor der Testung zu entchloren.

Wasserwerke und Kreuzfahrtschiffe könnten profitieren

Die Forscher um Yoon sehen den Einsatz ihres Gerätes etwa bei Wasserwerken, um Leitungswasser auf Noroviren zu testen. Sie arbeiten aber auch daran, ihr Device für die Diagnose von Norovirus-Infektionen in einem frühen Stadium bei Patienten zu erkennen. Dazu sollen Stuhlproben untersucht werden. Da das Gerät, anders als herkömmliche Methoden, bereits kleinste Mengen des Virus detektieren kann, könnten Patienten früher gezielt behandelt werden.

Auch auf Kreuzfahrtschiffen – wo es ja immer wieder zu Norovirus-Ausbrüchen kommt, könnte ein solches Device helfen, Menschen mit Noroviren-Gastroenteritis schnell zu identifizieren und Quarantäne-Maßnahmen einzuleiten.

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