„Ich hätte nie gedacht, dass ich einmal einen Fuß auf den afrikanischen Kontinent setzen würde“, sagt Benjamin Kreyenbrink. Doch das Leben schreibt oft eigene Geschichten: Der Mechatronik-Student verbrachte ein ganzes Semester an der Stellenbosch University in Südafrika und widmete sich dort im Rahmen seiner Projektarbeit faszinierenden elektrochemischen Prinzipien. Diese Erfahrung bot ihm nicht nur wertvolle wissenschaftliche Erkenntnisse, sondern eröffnete auch unerwartete Perspektiven für seine zukünftige Karriere.
Die Inspiration für ein Auslandsabenteuer
Die Idee zu einem Auslandsaufenthalt reifte während einer Vorlesung von Dr. Harald Jacobsen, einem Professor für Mathematik, Physik und Elektrotechnik an der Fachhochschule Kiel. Im Wahlmodul ‚Mikrosystemtechnik‘ präsentierte ein Gastdozent von der Stellenbosch University spannende Forschungsprojekte, die Benjamin Kreyenbrink nachhaltig beeindruckten. Insbesondere die Arbeit an elektrochemischen Biosensoren weckte sein Interesse.
Ein Biosensor-Chip© B. Kreyenbrink
Der hier abgebildete Biosensor-Chip ist das Kernstück der Forschung, mit der sich Benjamin Kreyenbrink in Stellenbosch beschäftigte. Professor Willem Perold stellte in seinem Vortrag die Forschungsprojekte seiner Studierenden vor, die sich mit eben diesen 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.
Nahtlose Organisation und reibungsloser Ablauf
Ende 2022 nahm Kreyenbrink Kontakt zu Harald Jacobsen auf, der selbst 2017 für ein halbes Jahr in Stellenbosch geforscht und gelehrt hatte. In Absprache mit Willem Perold organisierte er seinen Aufenthalt in Südafrika. Da die Stellenbosch University bereits seit vielen Jahren eine geschätzte Partnerhochschule der Fachhochschule Kiel ist, verlief der gesamte Prozess reibungslos. Im April 2023 trat Benjamin Kreyenbrink seine fünfmonatige Reise nach Südafrika an.
Forschung als “Research Affiliate”
Anstatt reguläre Vorlesungen oder Seminare zu besuchen, arbeitete Benjamin Kreyenbrink als sogenannter Research Affiliate in der Arbeitsgruppe von Professor Willem Perold mit. Seine Hauptaufgabe bestand darin, ein Forschungsteam bei der Weiterentwicklung eines innovativen Biosensors zu unterstützen. Diese Art von Sensoren birgt ein enormes Potenzial, medizinische Diagnosen zu vereinfachen, insbesondere in Regionen mit begrenztem Zugang zu spezialisierten Laboren.
Das Herzstück des entwickelten Sensors ist ein einfacher Chip, der aus mehreren dünnen Metallelektroden besteht. Diese Elektroden werden vorab mit spezifischen Chemikalien behandelt, um gezielte elektrochemische Reaktionen zu ermöglichen. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgt mit einem handlichen Messgerät, das nicht größer als ein Game Boy ist.
Ein Berg hinter einem Feld© B. Kreyenbrink
Auf einem Wander-Trail erkundete Benjamin Kreyenbrink die beeindruckende Natur Südafrikas.
Revolutionäre Diagnostik: Schnell, einfach und kostengünstig
Ein wesentlicher Vorteil des entwickelten Verfahrens liegt in seiner schnellen und einfachen Anwendung. Krankheiten wie Cholera oder Tuberkulose können innerhalb weniger Minuten durch einen simplen Test nachgewiesen werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Diagnoseverfahren, wie beispielsweise PCR-Tests, die auf teure Laborausstattung angewiesen sind, kann dieser kostengünstige Biosensor nahezu überall eingesetzt werden. Dies macht ihn besonders attraktiv für den Point-of-Care-Einsatz – also die Anwendung direkt am Patienten – und eröffnet neue Möglichkeiten in Gebieten mit einer weniger entwickelten medizinischen Infrastruktur.
Vertiefte Analyse unerwarteter Reaktionen
Während der Entwicklungsphase des Sensors stellte das Team fest, dass nicht alle durchgeführten Tests wie erwartet funktionierten. Unerwünschte Reaktionen führten teilweise zur Zerstörung des empfindlichen Chips. „Meine Aufgabe war es, diesen Details auf den Grund zu gehen und zu untersuchen, was da auf elektrochemischer Ebene passiert“, erklärt Benjamin Kreyenbrink. Mithilfe einer Simulationssoftware modellierte er den Sensor und analysierte dessen Verhalten unter verschiedenen Bedingungen der elektrischen Stromverteilung.
Ein Blick in die Zukunft
„Die Arbeit in Stellenbosch war eigentlich eine glückliche Fügung“, resümiert der 25-Jährige. Ihn fasziniert besonders die Verbindung von elektrotechnischem Wissen aus seinem Studium mit den biowissenschaftlichen Anwendungen. Die Arbeit mit Zellen im weitesten Sinne bedeutet für ihn, „mit Leben zu tun zu haben“. Statt ausgiebig das Land und die fremde Kultur zu erkunden, widmete er einen Großteil seiner Freizeit 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 kehrt Kreyenbrink mit wertvoller Erfahrung und erweitertem Wissen nach Kiel zurück. Seine anstehende Bachelor-Arbeit möchte er ebenfalls gerne im Bereich Biotechnologie verfassen. Nach dem Studium kann sich Kreyenbrink gut vorstellen, in der Wissenschaft tätig zu bleiben und beispielsweise an einem Fraunhofer-Institut mit ähnlicher Ausrichtung zu arbeiten. Seine südafrikanische Erfahrung hat seine Perspektiven erweitert und ihm neue berufliche Wege aufgezeigt.