Mini-Labor aus Papier

Kapillarkräfte unterstützen Transport von Flüssigkeiten

Analyse-Labor aus Papier
Analyse-Labor aus Papier

Cambridge (USA) - Einfacher und billiger geht es nicht. Seit Jahrzehnten messen Chemiker den Säuregrad einer Flüssigkeit mit Lackmus-Streifen aus Papier. Nun folgen auch komplexere Analysen mit solchen Einweg-Minilaboren. Forscher von der Harvard University entwickelten dazu einen Papier-Chip, der zuverlässig Proteine und Zuckeranteile in einer Urin-oder Blutprobe anzeigen kann. Wie die Zeitschrift "Technology Review" berichtet, könnten diese Teststreifen für eine schnelle Diagnose von Infektions- oder Leberkrankheiten vor allem in Entwicklungsländern eingesetzt werden.

Für die Einweg-Labore, die gerade mal so groß wie ein Fingernagel sind, nutzt das Team um Harvard-Forscher George M. Whitesides die natürlichen Kapillarkräfte des Papiers. Flüssigkeiten wie ein Blutstropfen wandern dadurch wie von selbst in das Papier. So gelangen sie zu vorher mit empfindlichen Chemikalien getränkten Bereichen. Über einfache Farbwechsel werden hier in der Blutprobe enthaltene Eiweiße oder Zuckeranteile angezeigt. Im Unterschied zu bereits verfügbaren Lab-On-Chip-Systemen müssen keine Mikrokanäle in Silizium oder Kunststoffe geätzt werden, so dass sich die Produktionskosten stark senken lassen.

Für ihre ersten Prototypen beschichteten Whitesides und Kollegen kleine Papierstückchen mit einem wasserabstoßenden Polymer. So kann ein Urin- oder Blutstropfen durch die Faserstruktur des Papiers gezielt zu den Nachweis-Chemikalien gelangen. Ein einfacher Abgleich mit einer Farbtabelle liefert einem Arzt erste Hinweise auf den Gesundheitszustand eines Patienten. Nach der Diagnose kann das Mini-Papier-Labor verbrannt und so gefahrlos entsorgt werden.

Bisher wurde das Papier-Labor nur mit Körperflüssigkeiten von Tieren getestet. Für einen klinischen Einsatz stehen weitere Versuche mit menschlichen Bluts- und Urinproben aus. Verlaufen diese erfolgreich, könnte mit einer Serienproduktion dieser günstigen Einweg-Labore begonnen werden.