Entwicklung eines Aptamer-basierten Lateral Flow Tests für die quantitative Detektion von Mykotoxinen

• Antragstellerin: Dr. Monika Conrad
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 543397457

Mykotoxine sind organische Moleküle, die im Körper schon in geringen Konzentrationen zu schwerwiegenden Erkrankungen führen können. Sie sind natürlich vorkommende niedermolekulare Stoffwechselprodukte verschiedener Arten von Schimmelpilzen, wobei ihre genaue Funktion bisher nicht geklärt wurde. Aufgrund der Tatsache, dass diese Schimmelpilzarten auch auf und in Lebensmitteln vorkommen, ist ein gehäuftes Vorkommen aufgrund ihrer Toxizität auch für Menschen von außerordentlich großer Relevanz. Insbesondere die Gegebenheiten bei Anbau und Lagerung können dazu führen, dass es lokal zu einer schwer vorherzusehenden Vermehrung dieser Schimmelpilze in lebensmittelverarbeitenden Betrieben kommt. Um solche mit Mykotoxinen kontaminierten Lebensmittel schnell zu identifizieren und die Folgen gesundheitlicher wie finanzieller Natur zu minimieren, wird ein Test direkt am Bedarfsort benötigt. Ein solcher Test trägt dazu bei, dass Gegenmaßnahmen direkt ergriffen werden können, wodurch Verbraucher:innen geschützt und kostspielige Rückrufaktionen vermieden werden. Die in diesem Antrag vorgestellten Lateral Flow Teststreifen (LFT) zeichnen sich durch geringe Herstellungskosten, einfache Handhabung, Vorortverwendung und rasante Ergebnisermittlung aus. Diese Eigenschaften machen sie zur idealen Technologie für einen Test auf Mykotoxine insbesondere mit Blick auf den Einsatz durch nur wenig geschultes Personal. Kommerziell erhältliche LFT testen üblicherweise nur auf einen Analyten und liefern ein rein qualitatives Ergebnis, was für die beschriebene Anwendung jedoch nicht ausreichend ist. Das Ziel dieses Forschungsantrags ist daher die Entwicklung eines Tests für die parallele, quantitative Bestimmung mehrerer Mykotoxine. Als Erkennungselement im LFT werden Aptamere statt der häufig verwendeten Antiköper eingesetzt, da diese verschiedene Vorteile wie höhere Stabilität, höhere Reproduzierbarkeit und geringere Kosten gegenüber Antikörpern aufweisen. Für die Entwicklung der LFT werden Aptamere mit Goldnanopartikeln markiert, welche aufgrund ihrer Stabilität und intensiven Farbe üblicherweise in LFT genutzt werden. Die Farbintensität auf den Teststreifen wird ausgewertet, wozu das Signal über eine Kamera erfasst wird und unter Verwendung der Standardadditionsmethode auf die Konzentration des eingesetzten Analyten (des Mykotoxins) geschlossen werden kann. Dadurch wird eine zuverlässige, robuste und quantitative Interpretation der Ergebnisse ermöglicht. Die Standardadditionsmethode erlaubt außerdem eine interne Kalibrierung unabhängig von Matrixeffekten und kann Schwankungen zwischen Chargen ausgleichen. Drei neue Designoptionen für die Verwirklichung der Standardadditionsmethode auf den Teststreifen werden getestet. Das Ziel dieses Antrags ist die Entwicklung eines LFTs, der sowohl die parallele Detektion von verschiedenen Mykotoxinen über mehrere Testlinien, als auch ihre Quantifizierung über das Standardadditionsverfahren auf strukturierten LFT ermöglicht.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeberin: Professorin Maria C. DeRosa