Dreiging van aanvallen met chemische en biologische wapens leidt tot vele nieuwe vindingen.

Amerikanen, en niet alleen zij, zijn door de aanslagen van 11 september, de poederbrieven en de oorlog met Irak erg bang geworden voor terreuraanslagen en aanvallen met chemische en/of biologische wapens. Wetenschappers uit de VS zijn dan ook als bezetenen op zoek naar middelen die hen kunnen beschermen tegen terreur of die voortijdig een waarschuwing afgeven. Veel van de onderzoeken moeten al jaren hebben gelopen, maar wetenschappers voelen zich nu geroepen om extra aandacht aan dit onderwerp te besteden. Op wetenschappelijke internetsites publiceert men bijna elke dag nieuwe uitvindingen, met name op het gebied van gasmaskers en sensoren. En via internet verkopen bedrijven allerlei gasmaskers en andere beschermingsmiddelen

Op de universiteit van Rochester zijn onderzoekers bijvoorbeeld bezig met het maken van een scheidingsmembraan op basis van molzeven dat men zou kunnen gebruiken in gasmaskers. Normaal gesproken kristalliseren molzeven uit in de vorm van onregelmatig gevormde korreltjes. Maar als men de reagentia oplost in water dat vervolgens wordt gedispergeerd in olie, in de vorm van zeer kleine druppeltjes, blijken zich naaldvormige kristallen te vormen met tunnelachtige poriën. Het is de bedoeling de poriën in de membranen voor het masker zo te maken dat zuurstof er nog net door kan, maar grotere moleculen niet. Vervolgens moeten de naalden naast elkaar worden gezet, zodat ze samen een membraan vormen.

Ook zijn er diverse sensoren in ontwikkeling. Een voorbeeld is de sensor die gebaseerd is op een nieuwe mogelijkheid om diamantfilmpjes met ingebouwd DNA te maken. Maar er is ook al een sensor gemaakt op celbasis. Het prototype van dit sensorsysteem maakt gebruik van bacteriële cellen die opgesloten zijn in plastic vloeistofkanaaltjes. Als er gifstoffen aanwezig zijn, stoten de cellen grote hoeveelheden kalium uit, waardoor een optische sensor kleurt.

Minispectrometer

De onderzoekers verzinnen ook minispectrometertjes. Een van deze meters is de ‘Caloriemetrische Spectrometer’(Cal­Spec). Hij detecteert de gevaarlijke stoffen door hun moleculen te identificeren. Het apparaatje maakt een zogenoemde fotothermische signatuur van de chemische en biologische moleculen met DNA/RNA.

En dan is er nog een sensor die gebruik maakt van twee technologieën. Het bestaat uit een combinatie van een metaaloxide als halfgeleider en een oppervlak met een polymeercoating. Hierdoor heeft het systeem de mogelijkheid de chemicaliën te herkennen uit zijn omgeving.

Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology hebben een sensorsysteem gemaakt dat zenuwgassen opspoort door de reactie van het menselijk lichaam op zo’n gas te imiteren. Vrijwel al die zenuwgassen zijn organische fosforverbindingen. Ze blokkeren het enzym acetylcholinesterase, dat essentieel is voor de overdracht van zenuwprikkels. In de sensor neemt een indicatormolecuul de plaats in van het enzym.

Alle onderzoekers van deze nieuwe mogelijkheden, zien hun uitvinding als de beste, de snelste, de goedkoopste en ga zo maar door.

Er is dus keuze genoeg aan detectieapparaten. Maar ook al weet je de chemische en biologische gevaren zichtbaar te maken, het geeft natuurlijk nog geen oplossing voor het probleem. Zenuwgassen en andere chemische en biologische wapens blijven uiterst gevaarlijk. Toch is er nieuwe hoop dat er ook echt iets aan het effect van in elk geval chemische wapens gedaan kan worden.

Enzym

Een onderzoek met muizen heeft uitgewezen dat de effecten van zenuwgassen afhankelijk zijn van een zogenoemd sleutelmolecuul. Hetzelfde mechanisme in mensen zou kunnen betekenen dat sommigen genetisch meer ontvankelijk zijn voor de effecten van organische fosfaten, die vaak als zenuwgas worden ingezet. Een onderzoeksteam uit Californië, heeft ontdekt dat muizen met een lage hoeveelheid van het enzym NTE , gevoeliger zijn voor de effecten van de organische fosfaten. Wat NTE precies doet is nog onduidelijk, maar de organische fosfaten blokkeren waarschijnlijk de werking van het NTE. Mensen hebben ook een gen voor NTE, wat het waarschijnlijk maakt dat mensen ook het enzym hebben. Als dit waar blijkt te zijn, kan een medicijn ontwikkeld worden dat de hoeveelheden NTE in het lichaam opstuwt en zo de werking van de zenuwgassen tegengaat. En daar is het allemaal uiteindelijk om te doen.