Lehrgebiet für Bioverfahrenstechnik (BioVT)

Entwicklung von immunanalytischen Schnelltestsystemen für Algentoxine

Der Schutz des Verbrauchers vor giftigen Begleitsubstanzen in Nahrungsmitteln ist von grundlegender Bedeutung. Eine gezielte Analyse auf Toxine ist daher in vielen Bereichen zu mindestens in Stichproben gesetzlich vorgeschrieben (z. B. in der Fischhygiene-Verordnung). Besonders gefährlich für den Verbraucher sind Algentoxine, die in Fischen und Krustentieren durch die Nahrungskette angereichert werden.

Um belastete Fänge möglichst sofort auf den Fangfischen oder spätestens bei der Anlandung zu identifizieren, wurden im Rahmen des Kooperationsvorhaben immunanalytische Schnelltests für wichtige Algentoxine entwickelt werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass mit Toxinen angereicherte Fische oder Krustentiere mit unbelasteten vermischt werden. Gefährdungen für den Verbraucher können so ausgeschlossen werden. Die Schnelltests beruhen auf Dipsticksensortechnologien (Lateral-Flow-Testformat), die sehr einfach in der Handhabung sind und zuverlässig angewendet werden können (weithin bekannt in der Anwendung als Schwangerschafts- oder Drogentest). Das Testergebnis kann nach wenigen Minuten (ca. 10 Min) anhand einer nicht erfolgten Färbung der Testlinie mit bloßem Auge abgelesen werden.

Der Nachweis des Toxins Microcystin-LR (MC-LR) wurde durch eine Bindungsreaktion eines Farbmarkers mit Antikörpern, die das Toxin als Antigen erkennen, durchgeführt. Dabei wurden die Antikörper an Gold-Nanopartikeln gebunden. Bei einem Partikeldurchmesser von 40 nm haben Goldkolloide eine intensive Rotfärbung, die leicht mit dem menschlichen Auge erfasst werden kann. Die Bindungsoptimierungen der Antikörper erfolgte zunächst mit dem Modellsystem "anti-Humanes Choriongonadotropin (hCG)". Nach Abschluss der Optimierungen wurde ein Transfer der Bindungsparameter auf anti-MC-LR erfolgreich durchgeführt. Zur Bindungsinteraktion der so markierten Antikörper auf der Membran des Schnellteststreifens erfolgte eine Immobilisierung des Antigens MC-LR. Zur Bindung des Antigensauf der Nitrocellulosemembran musste dieses zuvor an das Protein BSA gebunden werden. Der so hergestellte Schnellteststreifen (Dipstick) ist in der Lage nach 16 Minuten Microcystin-LR in wässrigen Proben nachzuweisen. Hierbei können Konzentrationen bis zu 5 µgl-1 detektiert werden. Das Testsystem wurde für die Analyse von Muscheln mit einer Vorfiltrationsmembran erweitert. Das Muschelfleisch wird dabei mit einer Handpresse vorverarbeitet.

Kooperationspartner

Prof. Dr. Thomas Scheper (Leibniz Universität Hannover)
DR.U.NOACK-LABORATORIEN
Sartorius AG

StatusAbgeschlossenes Projekt
FördermittelgeberBMWi/AiF
Förderzeitraum10/2003 - 09/2005
FördernummerKF 0479001 KMD3

Veröffentlichungen und Tagungsbeiträge

  • N. Tippkötter, H. Stückmann, S. Kroll, G. Winkelmann, U. Noack, T. Scheper, R. Ulber; A semi-quantitative dipstick assay for microcystin; Anal. Bioanal. Chem. (2009) 863-869
  • N. Tippkötter, H. Stückmann, G. Winkelmann, U. Noack, S. Beutel, T. Scheper, R. Ulber; Optimisation of antibody-labelling of gold colloids for their application in an immunchromatographic assay for microcystin-LR; European BioPerspectives (2007) Köln
  • R. Ulber, N. Tippkötter; Toxinen auf der Spur; Unispectrum 3 (2006) 14
  • G. Winkelmann, T. Geffke, U. Kutzner, K.-A. Pham, Ch. Rebl, T. Scheper, H. Stückmann, N. Tippkötter, R. Ulber, U. Noack.; Detection of microcystin contents in blue mussel tissues after feeding on Microcystis aeruginosa; SETAC Europe Annual Meeting (2006), The Hague, Niederlande
  • G. Winkelmann, T. Geffke, U. Kutzner, K.-A. Pham, Ch. Rebl, T. Scheper, H. Stückmann, N. Tippkötter, R. Ulber, U. Noack.;Bestimmung des Blaualgentoxins Microcystin in Mytilus edulis nach Fütterung mit Microcystis aeruginosa; Jahrestagung der Wasserchemischen Gesellschaft (2006) Celle
  • S. Beutel, N. Tippkötter, S. Kroll, H. Stückmann, U. Noack, T. Scheper, R. Ulber; Development of a dipstick immunoassay for the detection of algae toxins; The 7th Workshop on Biosensors and Bioanalytical µ-Techniques in Environmental and Clinical Analysis; Kusadasi (2006) Türkei

 

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