„Ich hätte nie gedacht, dass ich einmal einen Fuß auf den afrikanischen Kontinent setzen würde“, sagt Benjamin Kreyenbrink. Doch bekanntlich kommt es oft anders als man denkt: Der Mechatronik-Student verbrachte ein Semester in Südafrika an der Stellenbosch University in der gleichnamigen Stadt, wo er sich im Rahmen seiner Projektarbeit mit elektrochemischen Prinzipien beschäftigte.
Auf die Idee, ein Auslandssemester zu absolvieren, kam er in einer Vorlesung von Dr. Harald Jacobsen, Professor für Mathematik, Physik und Elektrotechnik. Im Wahlmodul ‚Mikrosystemtechnik‘ hatte Jacobsen einen Gastdozenten aus Stellenbosch eingeladen, dessen Vortrag bei Benjamin Kreyenbrink einen bleibenden Eindruck hinterließ.
Professor Willem Perold stellte in seinem Vortrag Forschungsprojekte von Studierenden der Stellenbosch University vor, die sich mit elektrochemischen Biosensoren befassten. „Dass Willem seine Biotech-Gruppe vorgestellt hat, war für mich ein großes Glück, da ich mir vorstellen kann, später in diesem speziellen und eigentlich nicht typisch mechatronischen Bereich zu arbeiten“, erinnert sich Kreyenbrink.
Also wandte Kreyenbrink sich Ende 2022 an Harald Jacobsen, der selbst 2017 ein halbes Jahr in Stellenbosch geforscht und gelehrt hat, und organisierte in Absprache mit Willem Perold seinen Aufenthalt in Südafrika. Da die Stellenbosch University bereits eine langjährige Partnerhochschule der Fachhochschule Kiel ist, verlief der Organisationsprozess reibungslos, und so reiste Kreyenbrink im April 2023 für fünf Monate nach Südafrika.
Als sogenannter Research Affiliate arbeitete Kreyenbrink in der Arbeitsgruppe von Willem Perold mit, anstatt Vorlesungen oder Seminare zu besuchen. Konkret unterstützte er ein Forschungsteam bei der Weiterentwicklung eines Biosensors. Solche Sensoren haben das Potenzial, medizinische Diagnosen zu vereinfachen, vor allem in Regionen, in denen es an spezialisierten Laboren mangelt. Der Kern des Sensors ist ein einfacher Chip, der aus mehreren dünnen Metallelektroden besteht, die im Vorhinein mit Chemikalien behandelt worden sind und Elektronen austauschen. Die Ergebnisse werden mit einem Messgerät ausgewertet, das nicht größer sein muss als ein Game Boy.
Ein großer Vorteil des entwickelten Verfahrens ist seine schnelle und einfache Anwendung. Innerhalb weniger Minuten können Krankheiten wie Cholera oder Tuberkulose mit einem einfachen Test nachgewiesen werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Diagnoseverfahren wie PCR-Tests, die eine teure Laborausstattung erfordern, kann der kostengünstige Biosensor nahezu überall eingesetzt werden. Das macht ihn besonders für den Point-of-Care-Einsatz, also die Verwendung direkt beim Patienten, attraktiv – vor allem in Gebieten mit schwach ausgebauter medizinischer Infrastruktur.
Bei der Entwicklung dieses Sensors fiel dem Team auf, dass nicht alle durchgeführten Tests einwandfrei funktionierten, zum Beispiel ungewollte Reaktionen den Chip zerstörten. „Meine Aufgabe war es, diesen Details auf den Grund zu gehen und zu schauen, was da auf elektrochemischer Ebene passiert“, erklärt Benjamin Kreyenbrink. Er modellierte den Sensor in einer Simulationssoftware und konnte so dessen Verhalten unter verschiedenen Bedingungen elektrischer Stromverteilung analysieren.
„Die Arbeit in Stellenbosch war eigentlich eine glückliche Fügung“, resümiert der 25-Jährige. Besonders fasziniert ihm, dass er bei seiner Arbeit mit Zellen im weitesten Sinne „mit Leben zu tun hat“ und sein elektrotechnisches Wissen aus dem Studium mit der Biotechnologie verbinden kann. Statt das Land und die fremde Kultur zu erkunden, verbrachte er viel Freizeit auf dem Campus, um sich noch tiefer in die Materie einzuarbeiten. „Die Hälfte meiner Zeit habe ich einfach nur in der Bibliothek gelesen und über Elektrochemie nachgedacht“, sagt Benjamin Kreyenbrink lachend.
Von seinem Auslandssemester in Südafrika nimmt Kreyenbrink viel Erfahrung und Wissen mit zurück nach Kiel. Seine anstehende Bachelor-Arbeit würde er ebenfalls gerne im Bereich Biotechnologie schreiben. Nach dem Studium kann sich Kreyenbrink gut vorstellen, in der Wissenschaft zu bleiben und zum Beispiel an einem Fraunhofer-Institut mit ähnlicher Ausrichtung zu arbeiten.
