Nanopartikel überwachen gefrorene Impfstoffe

Neues System der University of California, Riverside registriert Lücken in der Kühlkette zuverlässig

"Grün" signalisiert "Kühlkette nicht unterbrochen" (Foto: "ACS Nano")

Riverside/Peking (pte004/02.06.2023/06:15) - Mit Glycerin beschichtete Siliziumdioxid-Nanopartikel, die mit einer Flüssigkeit aus Wasser und Polyethylenglykol oder Ethylenglykol vermischt werden, können Lücken in der Kühlkette von Medikamenten und Impfstoffen aufdecken. Dieses kostengünstige System hat ein internationales Team um Yadong Yin von der University of California, Riverside ( https://www.ucr.edu ) und Xuemin Du von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften ( https://english.cas.cn/ ) entwickelt und in "ACS Nano" veröffentlicht.

Praktisches Rot oder Grün

Die Silizium-Partikel sind Mikrokristalle, die in der Flüssigkeit schwimmen. Sie behalten diese Form bei, wenn die Flüssigkeit eingefroren wird. Aufgrund der Oberflächenstruktur der Kristalle reflektieren sie das Licht so, dass es dem menschlichen Auge hellgrün oder, je nach der Herstellungsweise, rot erscheint.

Durch Einstellen des Wasser-Glykol-Verhältnisses ist es möglich, die Temperatur auszuwählen, bei der die gefrorene Lösung schmilzt. Wenn das bei einer Lücke in der Kühlkette passiert, fallen die Nanokristalle auseinander und erscheinen nicht mehr grün beziehungsweise rot. Selbst wenn die Lösung wieder gefriert, bilden sich die Nanopartikel nicht wieder zurück.

Bis minus 94 Grad Celsius

Wenn also ein Etikett oder ein Verschluss, die das Material enthalten, am Ziel noch farbig erscheint, ist es ständig unter der gewählten Schwellentemperatur geblieben. Wenn es jedoch schwarz erscheint, ist der Inhalt irgendwann zu warm geworden, sodass er verdorben ist. In Labortests ließen sich Zieltemperaturen von bis zu minus 94 Celsius einstellen.

Es gibt bereits elektronische Tags, die Temperaturänderungen aufzeichnen, die während des Versands und der Lagerung von verderblichen Gegenständen auftreten. Diese Geräte sind jedoch teuer, weil sie in großen Mengen eingesetzt werden müssen. Ebenso kostspielig sind die Geräte, die die Infos auslesen. Einsetzbar sind auch Farbstoffe, die ihr Erscheinungsbild ändern, doch diese können mit der Zeit verblassen und nicht mehr zuverlässig Lücken in der Kühlkette anzeigen. Außerdem zeigen die meisten von ihnen nur an, ob die Temperatur über null Grad Celsius gestiegen ist. Für Impfstoffe, die bei Temperaturen deutlich darunter gelagert werden müssen, reicht das nicht aus.

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