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.  

Als RedakteurIn oder JournalistIn können Sie sich gerne schon jetzt für eine Presseführung durch den TU-Gemeinschaftsstand anmelden. Anmeldung bitte unter: forschungsmarketing@tuwien.ac.at

Weitere Information zum TU-Auftritt auf der Hannover Messe:

www.tuwien.ac.at/HM2014/, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Rückfragehinweise:

Zum Auftritt der TU Wien auf der Hannover Messe:
Dipl.-Ing. Peter Heimerl
Forschungsmarketing
Technische Universität Wien
Karlsplatz 13, 1040 Wien
T: +43 (1) 58801-406110
M: +43 (0)664-605 88 3320
peter.heimerl@tuwien.ac.at

Zu wissenschaftlichen Fragen:

Dr. Kurt Brunner
Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften
Technische Universität Wien
IFA-Tulln, Analytikzentrum Konrad Lorenz Str. 20, 3430 Tulln
T: +43-2272-66280-405
M: 43-(0)-664-605883456
kurt.brunner@tuwien.ac.at

Prof. Robert Mach
Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften
Technische Universität Wien
Gumpendorfers Straße 1a, 1060 Wien
T: +43-(1)-58801-166502
robert.mach@tuwien.ac.at

Aussender:
Dr. Florian Aigner
Büro für Öffentlichkeitsarbeit
Technische Universität Wien
Operngasse 11, 1040 Wien
T: +43-1-58801-41027
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