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Temperatursensor könnte mRNA-Impfstoffe sichern helfen

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Wissenschaftler haben in Rekordtempo Impfstoffe für COVID-19 entwickelt. Die ersten beiden in den USA verbreiteten Impfstoffe sind mRNA-basiert und erfordern eine ultrakalte Lagerung (-70 C für den einen und -20 C für den anderen).

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Jetzt haben Forscher, die in ACS Omega berichten, einen fälschungssicheren Temperaturindikator entwickelt, der Mitarbeiter im Gesundheitswesen warnen kann, wenn ein Impfstofffläschchen über einen bestimmten Zeitraum eine unsichere Temperatur erreicht. Dies könnte dazu beitragen, die Verteilung wirksamer mRNA-Impfstoffe sicherzustellen.

Die beiden COVID mRNA-Impfstoffe enthalten Anweisungen zum Bau harmloser Teile des SARS-CoV-2-Spike-Proteins. Sobald der Impfstoff in den Körper injiziert wird, verwenden menschliche Zellen die mRNA-Anweisungen zur Herstellung des Spike-Proteins, das sie vorübergehend auf ihrer Oberfläche darstellen und so eine Immunreaktion auslösen. Die mRNA ist jedoch sehr instabil und muss unter ultrakalten Bedingungen gelagert und transportiert werden, damit die Impfstoffe wirksam bleiben. Sung Yeon Hwang, Dongyeop Oh, Jeyoung Park und Kollegen wollten einen Zeit-Temperatur-Indikator (TTI) entwickeln, um mRNA-Impfstoffe zu identifizieren, die während der Lagerung oder des Transports unerwünschten Temperaturen ausgesetzt sind, so dass sie aussortiert werden können.

Um ihren TTI herzustellen, gaben die Forscher eine Mischung aus Ethylenglykol (Frostschutzmittel), Wasser und blauem Farbstoff in ein kleines Röhrchen und froren es in flüssigem Stickstoff ein. Dann gaben sie ein weißes Zellulose-Absorptionsmittel oben auf die gefrorene Kühlflüssigkeit, drehten das Röhrchen auf den Kopf und klebten es an ein größeres Glasfläschchen, das simulierten Impfstoff bei -70 °C enthielt. Bei Temperaturen über -60 °C schmolz das Frostschutzmittelgemisch, und der Farbstoff diffundierte in das weiße Absorptionsmittel und färbte es hellblau. Der Farbwechsel erfolgte etwa 2 Minuten nachdem der simulierte Impfstoff einer höheren Temperatur ausgesetzt wurde. Wichtig ist, dass sich der TTI nicht blau färbte, wenn er weniger als 2 Minuten der Temperatur ausgesetzt wurde - was die Wirksamkeit des Impfstoffs wahrscheinlich nicht beeinträchtigt. Die Farbveränderung blieb bestehen, wenn das Röhrchen bei -70 C wieder eingefroren wurde, was das System manipulationssicher machte. Durch Änderung der Kühlmittel oder ihres Mischungsverhältnisses oder durch Verwendung verschiedener Absorptionsmittel könnte der TTI so angepasst werden, dass er die idealen Lagerbedingungen verschiedener mRNA-Impfstoffe überwacht, so die Forscher.