Biomolekül-gesteuerte mesoporöse Materialien mit elektrochemisch induzierter optischer Reaktion für die sensitive, einfache und schnelle Bestimmung von Spurenverunreinigungen in der trüben und komplexen Matrix Milch

• Antragstellerin: Dr. Estela Climent Terol
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie ; Biomaterialien
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 413212321

Das Ziel dieses Projektes ist es, neue biomolekül-gesteuerte Hybridmaterialien für den schnellen und empfindlichen Nachweis von Mykotoxinen und Antibiotika in Milch herzustellen. Das intelligente Design dieser Materialien beruht auf elektrochemilumineszenten (ECL) Indikatormolekülen, die in hoch-porösen Nanopartikeln angeordnet sind. Die Oberfläche der Materialien sind mit analyt-spezifischen Molekülen modifiziert, die die Poren verschließen. In Anwesenheit der entsprechenden Analyten werden die Poren geöffnet und die Indikatormoleküle freigesetzt, wodurch eine Signalverstärkung induziert wird. Durch Einarbeitung dieser Materialien in „Lateral-Flow“ Formate für schnelle und empfindliche „dip-stick“ Tests mit aufgedruckten Mikroelektroden kann sowohl elektrochemische Anregung als auch optische Anfragen mit tragbaren Geräten, wie zum Beispiel Smartphones, umgesetzt werden. Die Detektion basierend auf ECL garantiert Empfindlichkeit im Ultraspurenbereich in der trüben und (bio)chemischen Matrix Milch ohne vorherige Probenbehandlung. Neben „dip-stick“ Tests werden mikrofluidische Plattformen mit der Möglichkeit zur Online-Überwachung von Zielmolekülen in intransparenten Flüssigkeiten entwickelt. Verschiedene Moleküle zum Verschluss der Poren (Antikörper, Aptamere) werden getestet und ECL Signale gegenüber herkömmlicher Fluoreszenzauslesung bezüglich Selektivität, Empfindlichkeit, dynamischem Bereich und Ansprechzeit bewertet. Das ambitionierte Ziel der gleichzeitigen Quantifizierung verschiedener Mykotoxine direkt in der anspruchsvollen Matrix Milch dient als Prüfstand für dieses vielversprechende neue Detektionsparadigma.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen