Biosensoren detektieren Pflanzenviren

Pflanzenviren verursachen jährlich wirtschaftliche Verluste von mehreren Milliarden US-Dollar. Die oftmals unspezifischen Symptome einer Virusinfektion und die große Variabilität der Genome von Pflanzenviren machen zuverlässige Diagnosen zu einer Herausforderung. Im Falle einer Infektion ist zudem ein schnelles Handeln gefragt, um eine Ausbreitung zu verhindern. Entsprechende Analysen, etwa ein einstufiger gleichzeitiger Nachweis verschiedener Viren in einer infizierten Pflanze, sind jedoch mit handelsüblichen Diagnosekits immer noch schwierig, wenn nicht gar unmöglich. Biochemische Sensorik kann helfen, einen Virenbefall schon im Frühstadium zu erkennen. 

© Fraunhofer EMFT/ Bernd Müller
Point-of-Care Gerät zum Nachweis von Virenmaterial mittels Echtzeit-RNA-Amplifikation (LAMP mit pH-Messung).

Im Fraunhofer-internen Projekt BioPat arbeiten Forschende der Fraunhofer EMFT gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie IME sowie dem Fraunhofer Center for Systems Biotechnology CSB an der Entwicklung von hochspezifischen und robusten In-field-Sensorbauelementen zur Erkennung von Pflanzenkrankheiten.

Mit Hilfe der neuartigen Biosensoren will das Team eine einfache, schnelle und gleichzeitige Detektion sowie Differenzierung eines breiten Spektrums viraler Genome in einem frühen Stadium der Infektion ermöglichen. Im Rahmen von BioPat werden sich die Arbeiten auf die Analyse von Viren konzentrieren, die für die wichtigsten Nutzpflanzen in Chile und Deutschland – Weinrebe und Kartoffel – am relevantesten sind.

© Fraunhofer EMFT/ Bernd Müller
Chemische Sensoren aus Gold in Dünnschichttechnologie mit gedruckter Referenzelektrode
© Fraunhofer EMFT
© Fraunhofer EMFT/ Bernd Müller
Fluiddichtes Packaging für chemische Sensoren

Sobald die neuartige Generation von Biosensoren etabliert ist, kann sie auch schnell an andere analytische Anforderungen angepasst werden. Dadurch eröffnet sich ein breites Anwendungsspektrum, von der Humanpathogendetektion über die Lebensmittelanalyse bis hin zur markergestützten Züchtung.

Das Vorhaben wird direkt vom Fraunhofer-Vorstand unterstützt und gefördert.

 

 

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