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Antibiotikarückstände

Minilabor weist Antibiotikarückstände in Milch nach

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Je höher die Konzentration des Antibiotikums desto mehr Antikörper sind mit dem Analyten belegt. Die restlichen unbelegten Antikörper binden an die Antibiotikapunkte auf der Platte. Ein zweiter Antikörper bindet an alle am Chip gebundenen Detektionsantikörper. Dieser Sekundärantikörper ist mit dem Enzym Meerrettich-Peroxidase markiert, welches bei Anwesenheit von Luminol und Wasserstoffperoxid eine Chemilumineszenzreaktion an jedem einzelnen Spot auslöst. Durch diese chemische Lichtreaktion, wie sie im Prinzip auch in der Kriminalistik zum Nachweis von Blutspuren verwendet wird, leuchten danach die Punkte am hellsten auf, an denen die meisten Antikörper gebunden sind. War ein Antibiotikum in der Milch, stehen weniger Antikörper zur Verfügung und der entsprechende Punkt erscheint dunkler (s. Abb. 2). Mit einer CCD-Kamera wird die Leuchtintensität gemessen und liefert so nicht nur den Nachweis, ob ein Antibiotikum in der Milchprobe enthalten ist, sondern auch wieviel davon. Die Besonderheit der Multiplex-Analytik ist nun, auch die Quantität von mehreren Antibiotika in einer Milchprobe zu bestimmen; damit kann auf das eingesetzte Medikament zurückgeschlossen werden. Zukünftig kann somit unter Umständen der Verursacher einer Kontamination lückenlos identifiziert und haftbar gemacht werden.

Analysenplattform als vollautomatisches Minilabor

Zusammen mit dem Münchener Unternehmen GWK Präzisionstechnik entwickelten die Wissenschaftler der TUM das vollautomatische Minilabor MCR 3 (Munich Chip Reader 3. Generation), das zusammen mit dem Mikroarray präzise ermittelt, ob die Grenzwerte in der Rohmilch überschritten sind. Die selektiven monoklonalen Antikörper gegen Antibiotika wurden an der LMU entwickelt. Die gesamte Analysenplattform besteht aus einer Fluidik mit Pumpen und Ventilen zur präzisen Steuerung des Messablaufes, einem mikrofluidischen Chip, der den Antibiotika-Mikroarray enthält und die Fluidik verbindet, einem Detektormodul, einer automatischen Probenaufnahmeeinheit und einer integrierten Software zur Prozesssteuerung und analytischen Auswertung der Mikroarray-Bilder. Mit diesem System erhält man ohne Probenvorbereitung der Rohmilch innerhalb von fünf Minuten eine quantitative Information über 14 Antibiotika. Eine weitere Besonderheit des Antibiotika-Mikroarrays ist seine Regenerierbarkeit. Durch einen speziellen Puffer wird die Antikörperbindung an der Oberfläche gelöst und der Antibiotika-Chip steht für eine nächste Analyse bereit. Die Regenerierung lässt sich über 50 Mal wiederholen, sodass eine interne Kalibrierung jedes einzelnen Mikroarray-Chips und die nachfolgende Milchanalyse von bis zu 50 Proben innerhalb eines Messtages möglich sind, ohne den Chip zu wechseln. Dies führt zu einer hohen Präzision und mindert die Kosten pro Analyse. Damit ist das Minilabor weltweit das schnellste und kostengünstigste Messsystem für Antibiotika in Milch.

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Die Präzision der Analysen wird durch Multianalyt-Kalibrierstandards noch weiter erhöht, die in Milch lyophilisiert sind. Hergestellt durch das Münchener Unternehmen AiM wurden diese Standards erstmals am MCR 3 für Validierungsuntersuchungen mit Realproben eingesetzt. Diese Untersuchungen fanden beim Milchprüfring Bayern (MPR) statt. Als komplementäre Referenzanalytik wurde bei der Muva in Kempten für jede einzelne Antibiotika-Gruppe eine Extraktions- und Massenspektrometrie-Methode etabliert. Die Validierungsarbeiten wurden über das Bayerische Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten vom Sondervermögen der Bayerischen Milchwirtschaft finanziert.

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