Nicht nur gegen Corona: PCR für alle und in unter 30 Minuten
Bislang braucht es für die in der Pandemie so wichtigen PCR-Tests ein Labor und ausgebildete Mitarbeiter. Schweizer Forscher wollen das ändern.
(Bild: Alessandro Della Bella/ETH Zürich)
Vor Corona kannten nur medizinische Fachleute das Wörtchen PCR. Dabei ist die Polymerase-Kettenreaktion eine enorm wichtige Erfindung, für die 1993 dem Biochemiker Kary Mullis sogar der Nobelpreis verliehen worden war. Die diagnostische Methode, mit der sich Erbsubstanz vervielfältigen lässt, erlaubt eine sehr genaue Erkennung von DNA-Material in einer Probe.
Gerade während der Pandemie kommt diesem Verfahren eine Schlüsselrolle zu. Die PCR soll die Ergebnisse der weniger genauen, aber vielfach zu Hause von Privatleuten verwendeten Antigen-Schnelltests validieren. Dafür braucht es trotz zahlreicher technischer Weiterentwicklungen zur Automatisierungen bei der PCR noch immer teure Geräte und ausgebildete Laborpraktiker.
Komplett neues Design
An der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich hat man ein Verfahren entwickelt, dass dies ändern soll. Die Technik wird bereits kommerzialisiert und soll, wenn alles so läuft wie versprochen, PCR-Ergebnisse "per Knopfdruck" abliefern – und zwar auch durch Mitarbeiter ohne Spezialkenntnisse. Denkbar wäre gar, dass man sich ein solches Gerät eines Tages auch in die Wohnung stellen könnte.
Hinter dem Projekt steckt der italienischstämmige Maschinenbauingenieur Michele Gregorini und sein Kollege Philippe Bechtold, der Chemieingenieur ist. Das gemeinsame Start-up Diaxxo der Beiden soll PCR aus dem Speziallabor in möglichst jede Praxis holen. Das aktuelle Modell verspricht so eine Corona-PCR in einer halben Stunde.
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Das System namens peakPCR steht in einer Desktop-Variante mit Stromanschluss und Display sowie sogar in einer akkubetriebenen portablen Version zur Verfügung – für letzteres dient ein Smartphone zur Steuerung. Hinzu kommen Corona-Testkits, die es in zwei Varianten – eine davon auf US-Maßgaben abgestellt – gibt. Zudem wird ein Probenhalter für 20 Reaktionen gleichzeitig angeboten, in den man seine eigenen Reagenzien füllen kann, um andere Tests durchzuführen.
Schneller Thermocycler
Die Neuentwicklung peakPCR läuft mit hausgemachter Software. Die Kartuschen ähneln Kaffeepads. Die Proben müssen nicht mit Reagenzien vermischt werden, sondern landen direkt in den 20 Mulden der Kartusche.
(Bild: Michele Gregorini/ETH Zürich)
Auch beim sogenannten Thermocycler nahm Diaxxo Verbesserungen vor. Da die Alumulden der Kartusche nicht aus Kunststoff sind, lassen sich diese schneller wärmen und kühlen. Die bei der PCR so wichtige Temperatursteuerung soll so deutlich schneller laufen – pro Zyklus statt 2 Minuten nur 20 Sekunden. Die bekannten 45 PCR-Zyklen sind so auf 20 Minuten geschrumpft, was nah an Antigen-Schnelltests mit ihren normalerweise 15 Minuten kommt.
Nach einer fünfjährigen Entwicklungszeit habe sich das peakPCR-System bereits bei Feldtests etwa in Afrika bewährt, heißt es. Anfragen kommen bereits aus nichtmedizinischen Bereichen: So wollen etwa Kreuzfahrt-Unternehmen zugreifen, um PCR-Tests künftig an Bord durchzuführen. Auch die Preise dürften so sinken. Allerdings müssen Gregorini und Bechtold nun zunächst belegen, dass sich ihre neue Hardware auch geschäftlich rentiert – oder darauf hoffen, dass sie eine größere Firma schluckt.
(bsc)