Medizin-Labor im Chipformat

Bei vielen Krankheiten ist die Früherkennung entscheidend für den Behandlungserfolg. Die IBM-Forscher wissen, dass Krankheiten wie Krebs oder das Parkinson-Syndrom nur schwer frühzeitig zu diagnostizieren sind. Eine Möglichkeit der Früherkennung soll die Analyse von Biopartikeln in Körperflüssigkeiten sein. Diese Partikel sind aber oft 1000-mal kleiner sind als der Durchmesser eines menschlichen Haars. Damit sind sie sehr schwer nachzuweisen. 

In den nächsten fünf Jahren will IBM Research ganze medizinische Labore auf einem Chip unterbringen. Heute sind Prototypen bereits fertig, die Biopartikel mit einem Durchmesser von nur 20 Nanometern von Viren trennen und isolieren können. Das Chip-Labor soll es in Zukunft den Verbrauchern erlauben, selbständig Biomarker auszulesen und die Daten in einem virtuellen Gesundheitsdossier mit Informationen von zum Beispiel Smart Watches zu verknüpfen. Die Kombination verschiedener Datensätzen könnte einen Einblick in den Gesundheitszustand geben und allenfalls problematische Indikatoren frühzeitig identifizieren.

Die meisten Schadstoffe sind für das menschliche Auge nicht sichtbar. Wie IBM Research erklärt, ist ein Beispiel das Methan. Wenn Methan in die Luft gelangt, bevor es verbrannt wird, trägt es entscheidend zur Erderwärmung bei. Die US-amerikanische Umweltbehörde EPA schätzt, dass 2014 allein aus natürlichen Quellen mehr als neun Millionen Tonnen Methan ausgetreten sind. Das entspricht der Menge von Treibhausgasen, die in den vergangenen 100 Jahren von der amerikanischen Aluminium-, Eisen- und Stahl- sowie Zementindustrie zusammen produziert wurden.

Die Wissenschaftler von IBM prognostizieren nun, dass in fünf Jahren preiswerte Sensoren verfügbar sein werden, die den Austritt von Methan registrieren können. Wenn die weit verstreuten Methan-Quellen und die Förderinfrastruktur überwacht werden, lässt sich innerhalb von Minuten – statt wie bisher nach Wochen – ein Leck entdecken. Die Technologie würde helfen, Umweltschäden und die Wahrscheinlichkeit von Katastrophen zu reduzieren.