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Masken und Geräte mit integriertem Corona-Test? So weit ist die Technik

Bisher sind meistens Nasen- beziehungsweise Rachenabstriche nötig, um eine Covid-19-Infektion nachzuweisen. Manchmal sind auch Gurgel- oder Spuck-Tests möglich und bei Kindern können sogenannte “Lolli-Tests” verwendet werden. Um einfache und kostengünstige Alternativen anzubieten, werden Forschende und Unternehmen zunehmend innovativer – inspiriert durch die Pandemie. Gleich mehrere Teams weltweit forschen an Masken, die eine Infektion mit dem Coronavirus erkennen sollen.

Forschung in Deutschland: Maske mit integriertem Corona-Sensor

Im Potsdam Science Park arbeitet die Biotechnikerin Dr. Cornelia Hettrich mit ihrem Team an einer Corona-Atemschutzmaske, die mit einem integrierten Sensor ausgestattet ist. Dieser soll in der Lage sein, die ausgeatmete Luft permanent auf das Coronavirus hin zu analysieren. Das Forschungsteam setzt sich aus Personen des Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie, Institutsteil Bioanalytik und Bioprozesse IZI-BB und des Fraunhofer Institut für Angewandte Polymerforschung IAP zusammen.

Die Test-Alternative soll laut einer Pressemitteilung des Potsdam Science Park eine Infektion auch bein Personen, die keine Symptome zeigen, anzeigen und weniger fehleranfällig sein. Vorteilhaft sei zudem, dass kein geschultes Personal für den Test notwendig sei, die Maske angenehmer sei als die herkömmliche Vorgehensweise per Nasen- oder Rachenabstrich und das Ergebnis schneller bekannt sei, als bei den gängigen Tests. 

Forschung in Japan: Maske, die bei Corona-Infektion leuchtet

Auch Yasuhiro Tsukamoto von der Kyoto Prefectural University und sein Team forschen zu einem Mundschutz, der eine Infektion mit dem Coronavirus erkennen und diese anzeigen soll. Das soll mit Hilfe von Straußen-Antikörpern und ultraviolettem Licht funktionieren. In einer Pressemitteilung berichteten die Forscher:innen, dass dies eine kostengünstige und einfache Testmethode für Zuhause – also eine Alternative zu herkömmlichen Tests – darstellen könnte.

Laut der Nachrichtenagentur Reuters soll der eingebaute Maskenfilter eine Beschichtung besitzen, die aus Antikörpern von Straußenvögeln bestehe. Frühere Forschungen sollten gezeigt haben, dass die Vögel sehr resistent gegenüber dem Coronavirus seien. Die Antikörper sollen laut der japanischen Nachrichtenagentur Kyodo News von Straußeneiern stammen. So sollen weiblichen Straußen im Februar 2020 eine inaktive Form des Coronavirus injiziert bekommen haben, sodass aus deren Eiern eine große Menge Antikörper entnommen werden konnte. 

Die Masken wurden von Versuchspersonen acht Stunden lang getragen und danach mit einer Chemikalie besprüht, die bei einer Corona-Infektion im ultravioletten Licht leuten soll. In der kleinen Studie mit 32 Corona-Infizierten leuchteten die Filter aller Versuchsteilnehmer:innen auf. Kyodo News zufolge soll das Leuchten mit abnehmender Viruslast geringer geworden sein. Auch Tsukamoto selbst soll so seine eigene Corona-Infektion entdeckt haben, die später durch einen Standardtest bestätigt worden sein soll.

Weitere Ziele der Forschung seien sowohl die Weiterentwicklung der Maske, sodass keine spezielle UV-Beleuchtung benötigt werde als auch die Bekämpfung weiterer Krankheiten wie Allergien oder die Vogelgrippe durch die Abwehrmechanismen der Strauße. Aktuell warte das Team laut Kyodo News auf eine Genehmigung für den Verkauf im Jahr 2022.

Maske mit eingebautem Corona-Test auch in den USA

Das Massachusetts Institute of Technology (MIT) und die Harvard University haben in Zusammenarbeit eine Corona-Schutzmaske entwickelt, die eine Corona-Infektion anzeigen soll. Dies soll mit Hilfe eines Biosensors geschehen, der in die Maske eingebaut werden könne, so berichtet der Südwestrundfunk. Um den Atem auf eine Corona-Infektion hin zu testen, muss zunächst der Biosensor durch einen Knopfdruck, der etwas Wasser freigibt, aktiviert werden. 

Nachdem die Maske 90 Minuten getragen wird, liegt das ausgewertete Testergebnis durch gefriergetrocknete molekulare Bestandteile im Sensor vor. Diese reagieren auf bestimmte Teilchen, in diesem Fall auf die Coronaviren. Das Ergebnis wird dann – anders als bei der Maske aus Japan – im Inneren der Maske angezeigt, sodass der Infizierten-Status für Außenstehende zunächst unbekannt bleibt.

Die Forschenden vergleichen die Zuverlässigkeit der Maske mit Biosensor mit der eines PCR-Tests. Dies würde ein genaues Testergebnis bedeuten, das schnell verfügbar wäre und keine Laboruntersuchung benötige. Die Forschungsergebnisse veröffentlichte das Team am 28. Juni 2021 in der Fachzeitschrift “Nature Biotechnology”. Wann die Maske auf den Markt kommen könnte, ist noch nicht klar, da aktuell noch nach Hersteller-Partnern gesucht werde. Vor allem für Pflegepersonal wäre die Maske im Arbeitsalltag mit Maskenpflicht eine gute Alternative.

Forschung der NASA

Auf ihrer Internetseite informiert die National Aeronautics and Space Administration (NASA) über ihre Erfindung einer E-Nose. Das Gerät hat patentierte Nanosensoren und -technologien und soll dabei helfen, eine Covid-19-Erkrankung zu erkennen. Der Erfinder ist Jing Li, der berichtet, dass er in den letzten 19 Jahren an diesem Projekt gearbeitet hätte. Zunächst sollte das Gerät chemische Spuren in der Raumfahrt aufspüren, doch nun sei es aufgrund der Pandemie abgeändert worden.

Das US-Gesundheitsministerium unterstützte das Projekt mit 3,8 Millionen Dollar. Das Smartphone-basierte Gerät soll eingesetzt werden, um flüchtige organische Verbindungen, die bei einer Corona-Infektion in der Atemluft entstehen, mit Sensoren zu messen. Ist die Biosignatur des Coronavirus im Atemprofil vorhanden, sendet der Prototyp die Daten per Bluetooth-Funktion an die dazugehörige Smartphone-App und das Ergebnis wird angezeigt.

Nach einem Feldtest könne das Produkt klinisch erprobt werden, so die NASA. Li berichtet: “Sobald die klinischen Tests abgeschlossen sind und die Empfindlichkeit und Spezifität nachgewiesen sind, kann E-Nose in Fabriken, Flughäfen, Lebensmittelgeschäften und Unternehmen aller Art eingesetzt werden, um schnell nach aktiven Infektionen zu suchen.“
Noch ist keine der Masken beziehungsweise Geräte auf dem Markt. Die Alternativen zu herkömmlichen Tests können den Alltag in Kliniken, Pflegeeinrichtungen oder Schulen erleichtern. Aber auch für den Eigengebrauch zur Kontrolle wären sie eine gute Option. Als Testnachweis für Veranstaltungen würde jedoch die Bestätigung durch fachgeschultes Personal fehlen.

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