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Seit Dezember tr盲gt Can Dincer, Professor f眉r Sensors and Wearables for Healthcare, selbst eine Smartwatch. Wie viele kommerziell erh盲ltliche Wearables misst sie physikalische Gr枚脽en, zum Beispiel den Sauerstoffgehalt im Blut, die Herzfrequenz, die Schlafdauer oder die L盲nge der Joggingstrecke. Bei seiner Forschung konzentriert sich Dincer dagegen in erster Linie auf biologische und chemische Signale, sowohl f眉r die patientennahe Sofortdiagnostik, wie beispielsweise bei Covid-Tests, als auch f眉r den Einsatz in Wearables.

Er m枚chte Biomarker, die man sonst im Blut misst, auch in anderen K枚rperfl眉ssigkeiten bestimmen, um Sensoren so wenig invasiv wie m枚glich zu gestalten. 鈥濪ie Messung von Blutwerten sind der Standard im Gesundheitssystem. Wir versuchen nun, auch Schwei脽, Atem, Urin oder Speichel f眉r die Diagnostik zu nutzen. Schwierig ist, dass die relevanten Substanzen darin meistens viel st盲rker verd眉nnt sind als im Blut. Um trotzdem zuverl盲ssig messen zu k枚nnen, brauchen wir deutlich empfindlichere Sensoren鈥�, sagt Dincer.

Sein Ziel sei es, Prototypen und Produkte zu entwickeln und davon ausgehend auch Start-ups zu gr眉nden. 鈥濪as war ein wichtiger Grund f眉r mich, an die TUM zu kommen, weil die Gr眉ndungsmentalit盲t hier verankert ist鈥�, sagt Dincer. 鈥濶ach einer gewissen Zeit intensiver Forschung sollten Ideen und deren Umsetzung unbedingt einen Nutzen f眉r die 脰ffentlichkeit bringen鈥�.

Seine Projekte orientieren sich h盲ufig an Fragestellungen aus der Klinik. So arbeitet er beispielsweise an einem Verfahren, um MikroRNAs (miRNAs) in Proben zu messen 鈥� also kleine RNA-St眉ckchen, die die Umsetzung unserer Erbinformation zu Proteinen mitsteuern. W盲hrend man von einzelnen miRNAs nicht auf bestimmte Krankheiten schlie脽en kann, gibt es sogenannte miRNA-Panels - also Muster aus mehreren hoch- und herunterregulierten miRNAs, die f眉r bestimmte Krankheiten wie Gehirntumore oder Alzheimer charakteristisch sind.

Dincer arbeitet daran, daf眉r besonders sensitive und selektive Biosensoren zu entwickeln. Denn eine der Schwierigkeiten aktueller Tests ist, dass die miRNAs vor der Messung erst vervielf盲ltigt werden m眉ssen, zum Beispiel durch eine Polymerase Kettenreaktion (Polymerase Chain Reaction, PCR), wie sie auch zum Vervielf盲ltigen von Virus-RNA f眉r die Covid-Diagnostik verwendet wurde. Dadurch steigt die Gefahr f眉r falsch positive Ergebnisse, die Tests dauern l盲nger und brauchen teure Messinstrumente.

W盲hrend zuvor zwei Milliarden Kopien pro Mikroliter notwendig waren, reichen jetzt bei den von Dincer entwickelten Sensoren schon zweitausend Kopien pro Mikroliter, um die gesuchte miRNA zu detektieren. 鈥濶un forschen wir daran, wie wir die Sensoren noch sensitiver machen k枚nnen, um sie als Alternative zu PCR-basierten Verfahren verwenden zu k枚nnen. Daf眉r nutzen wir Mikrofluidik, also Techniken, um die Probe beispielsweise zu filtern und anzureichern, und elektrochemische Signalverst盲rkung鈥�, sagt er.

Meist geht die Entwicklung von einem konkreten Anwendungswunsch aus, manchmal l盲uft es jedoch genau anders herum. 鈥濿ir haben einen elektrochemischen Papiersensor entwickelt, der Wasserstoffperoxid misst, einen Inflammationsmarker f眉r Lungenkrankheiten. Papier ist hygroskopisch, es zieht Feuchtigkeit sozusagen automatisch an. Wir haben uns gefragt, was passiert, wenn man direkt auf diesen Papiersensor atmet. K枚nnte man so direkt beim Ausatmen relevante Molek眉le aus Aerosolen messen? Und es hat funktioniert.鈥�

So ist 2018 der Prototyp einer Atemgasmaske als Sensor entstanden. Ob An盲sthetikum oder Glucose, mit dem gleichen Prinzip lassen sich in der Theorie auch weitere Biomarker messen 鈥� wie genau die Umsetzung funktioniert, ist ein Teil der aktuellen Forschung von Dincer. Und auch weitere Wearables sind in Planung.

Wichtig in der Forschung sind f眉r Dincer auch gute Kollaborationen und Durchhalteverm枚gen. 鈥濿enn man in die Forschung geht, sollte man wissen, hinter jedem Erfolg gibt es zehn Misserfolge鈥�, sagt Dincer. 鈥濿ichtig ist es, nie aufzugeben鈥�. Seine Begeisterung f眉r die Suche nach immer neuen L枚sungen und seinen Elan gibt er auch an Studierende weiter, die er zum Beispiel bei einem aktuellen Sensorik-Wettbewerb unterst眉tzt.