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Wien (tu) - Extrem empfindlich, einfach und schnell sind in Österreich entwickelte Testmethoden, mit denen
man gefährliche Mikroorganismen genauso zuverlässig nachweisen kann, wie Lebensmittelallergene, Wasserkeime
oder gentechnisch veränderte Organismen. Die TU Wien und ihr vor der Ausgründung stehendes Start-up „BioTrac“
stellen diese Testverfahren auf der Hannover Messe 2014 von 7. bis 11.4. vor – in Halle 6, Stand J10 und in Halle
2, Stand D07.
Allergene, Gifte, schädliche Mikroorganismen oder fäkale Verunreinigungen – es gibt eine lange Liste
von Inhaltsstoffen in unserer Nahrung und im Trinkwasser, mit denen wir lieber nichts zu tun haben wollen. Die
TU Wien hat neue Methoden entwickelt, die bei Schnelltests für verschiedene biologische Substanzen zum Einsatz
kommen. Die Tests sind mittlerweile gut erprobt und einfach anzuwenden. Ziele dieser neuen Methoden sind einfache
Anwendung vor Ort sowie die Unabhängigkeit von Labors und teuren Instrumenten. Diese Nachweise haben nun Marktreife
erlangt und sollen dafür sorgen, dass man in Zukunft viele Untersuchungen ganz rasch selbst durchführen
kann, anstatt Proben ins Labor einzuschicken.
Simple Teststreifen durch Aptamere
Aptamere sind kurze DNA Fragmente, die durch ihre einzigartige Faltung außergewöhnliche 3D Strukturen
ausbilden. Diese Strukturen sind so aufgebaut, dass sie ein beliebig gewähltes Zielmolekül, den Analyten,
erkennen können und mit großer Bindungsstärke an ihn koppeln. Die richtige DNA-Faltung für
einen bestimmten Analyten findet man durch eine Art beschleunigte Evolution im Reagenzglas: In mehreren Schritten
erzeugt man DNA-Sequenzen die immer besser passen – ein äußerst flexibles und rasch umsetzbares Verfahren.
Mit Hilfe der richtigen Aptamere kann man dann entweder ein Teststreifen herstellen, wie bei einem herkömmlichen
Schwangerschaftstest, oder eine Flüssigkeit, deren Farbei bei Anwesenheit des Analyten deutlich sichtbar umschlägt.
Beides ermöglicht eine einfache und laborunabhängige Detektion von unerwünschten Substanzen.
DNA-Vervielfältigung für erfolgreiche Spurenanalytik
Bereits geringste Mengen an biologischem Material, oft nur wenige Zellen, müssen in einer Probe zuverlässig
nachgewiesen werden. Gerade bei Lebensmittelallergenen ist das wichtig, sie können schon in kleinsten Spuren
allergische Reaktionen auslösen. Ähnlich ist die Situation bei Trinkwasser: Einzelne Bakterien fäkaler
Herkunft können bereits ausreichen, um das Trinkwasser ungenießbar zu machen.
Um derart kleine Mengen nachzuweisen bedient man sich einer besonderen Methode: Bei der Vervielfältigung (Amplifikation)
von DNA mittels einer Polymerase-Kettenreaktion (PCR) verwendet man Enzyme, die DNA-Stränge kopieren können.
Das Forschungsteam der TU Wien hat PCR Methoden entwickelt um Schimmelpilze, Trinkwasserkeime, Lebensmittelallergene
oder gentechnisch veränderte Organismen zuverlässig zu detektieren, selbst wenn die enthaltenen Mengen
äußerst gering sind: Schon 3-10 Zellen reichen für den Nachweis aus.
Neue Methoden für einfachere Tests
Es gelang sogar, noch einen Schritt weiter zu gehen und den Nachweis einer ganzen Reihe von Analyten noch wesentlich
zu vereinfachen: Statt der komplizierten PCR-Methode kann man nun auch „isothermale Amplifikationsmethoden“ verwenden.
Auch sie kopieren DNA-Sequenzen, allerdings sind sie viel unkomplizierter. Während man für PCR meist
teure Instrumente, fixe Aufstellplätze und eine konstante Umgebungstemperatur benötigt, genügt für
die neuen Methoden ein billiger Heizblock, den man mit Batterien betreiben kann. Auch gegenüber Verunreinigungen
sind die Methoden viel unempfindlicher. Durch diese neue Generation von Testverfahren der TU Wien ist es möglich,
von Labors unabhängig zu werden und direkt vor Ort zuverlässige Analysen durchzuführen.
Die neuen Tests wurden bereits intensiv an zahlreichen Nahrungsmitteln ausprobiert. Einerseits wurden Rohprodukte
der Landwirtschaft untersucht, andererseits komplex verarbeitete Produkte der Lebensmittelindustrie. Auch die Trinkwasser-Analysesysteme
der TU Wien werden schon heute in Kooperation mit großen Wasserversorgern eingesetzt. Angesichts dieser großen
Erfolge soll die Technologie nun auch auf andere Problemstellungen aus der Lebensmittelindustrie ausgeweitet werden
– etwa auf den Nachweis von Pferdefleisch, Basmatireis und verschiedene Fische.
Präsentation in Hannover
Auf der Hannover Messe von 7. bis 11. April stellen die TU Wien und ihr Start-up BioTrac die neuesten Entwicklungen
am Sektor Lebensmittel- und Wasseranalytik vor. Unternehmen der Getränke- und Lebensmittelindustrie, der Biotechnologie
sowie große Wasserversorger können enorme Zeit- und Kostenvorteile aus der neuen Technikziehen.
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