US-Forscher an der Washington State University (WSU) haben mit Hilfe von 3D-Druck ein neuartiges Test-Kit entwickelt, das die Exposition mit dem Herbizid Glyphosat untersuchen kann. Dazu wurden Nanoröhrchen mit molekülgroßen Hohlräumen gedruckt. Das sehr genau arbeitende Kit könnte auch in anderen Bereichen wie Umwelt oder Lebensmittelbranche eingesetzt werden.

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Forschern an der Washington State University (WSU) und dem DL ADV-Tech ist es laut einer Pressemitteilung der WSU gelungen, mit 3D-Druck ein Test-Kit herzustellen, dass eine Exposition mit dem potenziell krebserregenden Herbizid Glyphosat erkennt. Das Test-Kit besteht aus Nanoröhrchen und einem 3D-gedruckten Sensorgerät und nutzt eine ähnliche Technik wie Diabetes-Glukosemonitoren. Hier jedoch werden Ströme verwendet, um den Glyphosatspiegel zu bestimmen, was bedeutet, dass das kostengünstige Gerät eine künstliche und nicht organische Reaktion verursacht. Das Kit kann an jedem Ort eingesetzt werden. Ihre Arbeit präsentierten sie in einem Artikel mit dem Titel „Molecularly imprinted polypyrrole nanotubes based electrochemical sensor for glyphosate detection“ im Fachjournal Biosensors and Bioelectronics. Im Vorjahr haben wir Biosensoren aus dem 3D-Drucker vorgestellt, die besser vor UV-Strahlen schützen sollen.

Yuehe Lin, Studienautorin und Professorin an der Fakultät für Maschinenbau und Werkstofftechnik der WSU, sagte:

„Wir haben mit der Entwicklung dieses Sensors für die Gesundheitsüberwachung begonnen, er kann aber auch für die Überwachung von Lebensmittelsicherheit und Umwelt verwendet werden. Es ist tragbar und dank des 3D-Drucks klein und kompakt. So kann es überall eingesetzt werden, vom Labor bis hin zum Feld.“

Glyphosat-Exposition mit Testkit erkennen

Glyphosat-Test-Kit
Mit dem Test-Kit (im Bild) ist es möglich, die Exposition mit Glyphosat zu messen (Bild © Bob Hubner, WSU Photo Services).

Glyphosat wird zur Bekämpfung von Unkrautwachstum eingesetzt. Es ist seit 1974 in den USA als Pestizid registriert, ist effektiv, schädigt aber auch die Umgebung und ist daher in vielen Ländern äußerst umstritten. Im Rahmen eines von den National Institutes of Health unterstützten Projekts hat das WSU-Team die Glyphosat-Konzentration in bestimmten Lebensmitteln gemessen. Die Forscher suchten nach Methoden für chemische Tests, die ohne teure Spektrometer oder biologische Antikörper auskommen.

Der vom Forscherteam entwickelte Sensor verwendet elektrisch leitende Polymer-Nanoröhren, bedruckt mit molekülgroßen Hohlräumen, die Glyphosat-Moleküle binden können. Sie ahmen im Wesentlichen die biologischen Antikörper nach. Die Nanoröhren werden auf ein 3D-gedrucktes Sensorgerät aufgetragen, das mit elektrischem Strom die Glyphosatkonzentration quantifiziert. Da ein künstlicher Antikörper verwendet wird, benötigt der Sensor keine spezielle Lagerung. In Tests mit Glyphosat „gespickten“ Orangensaft und Reisgerichten reagierte der Sensor mit hoher Sensitivität und Spezifität.

Shichao Ding, WSU-Doktorand in Lins Labor und Erstautor der Arbeit, sagte:

„Im nächsten Schritt wollen wir mit dem Sensor Glyphosat in einigen menschlichen Proben wie Blut, Speichel oder Urin nachweisen. Wir werden auch weiterhin einige neue Nanomaterialien entwickeln, um die Sensorleistung zu verbessern.“

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