Projekt Mykotoxin-Multiplex-Assays: Innovative Detektion neu aufkommender Mykotoxine in Lebensmitteln

08.04.2025

• Gegenstand
• Ziel
• Methodik
• Partner + Förderer

Mykotoxine sind hochtoxische Pilzgifte, die v.a. von Schimmelpilzen gebildet werden. Die Überwachung von Ausgangsstoffen und fertigen Lebensmitteln ist daher notwendig. Mykotoxine lassen sich in einige Unterklassen einteilen. Es bestehen strenge Höchstwerte für die einzelnen Toxine bzw. Klassen in den unterschiedlichen Lebensmitteln. Für die ausgewählten Toxine existieren noch keine zuverlässigen Schnellmethoden. Dazu müssen erst Haptene, Antikörper und Referenzmaterialien entwickelt werden.

Wichtigstes Ziel des Projektes ist die Entwicklung monoklonaler Antikörper auf der Basis neuartiger Immunogen-Strukturen. Die Antikörper sollen umfassend charakterisiert werden, ihre Herstellung und Lagerung standardisiert. Sie müssen hohe Affinität und Selektivität aufweisen, um empfindliche Assays zu ermöglichen. Ein weiteres Ziel ist die Herstellung von Referenzmaterialen für jedes Toxin in einer spezifischen Matrix. Darauf aufbauend sollen Prototypen neuer Analyse-Kits entwickelt werden.

Antikörper für kleine Moleküle, sog. Haptene, werden hergestellt, indem man die Targetmoleküle derivatisiert, über Linker/Spacer an immunogene Proteine koppelt und damit Mäuse immunisiert. Aus den B-Zellen der Maus werden durch Fusion Hybridomazellen erzeugt, die in der Lage sind, Antikörper in Zellkultur zu produzieren. Dann werden die „besten“ Klone selektiert.

In bewährter Weise werden authentische Referenzmaterialien aus natürlich kontaminierten Lebensmitteln wie Äpfeln, Ketchup und Roggenmehlen durch Verschneiden mit unbelasteten Fraktionen gewonnen, bis zum erforderlichen Zielgehalt, angelehnt an die EU-Verordnung 2023/915. Dann erfolgt Prüfung auf Homogenität, Stabilität und die genaue Bestimmung der Toxingehalte in den Referenzmaterialien mittels HPLC-MS/MS unter Verwendung isotopenmarkierter interner Standards.

Projektkoordination:

SAFIA Technologies GmbH

Konsortium:

SAFIA Technologies GmbH

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Fachbereiche 1.8 Umweltanalytik, 1.7 Organische Spuren- und Lebensmittelanalytik, 1.5 Proteinanalytik

Förderung:

Pro FIT-Projektfinanzierung der Investitionsbank Berlin (IBB) mit Mitteln der Europäischen Union aus dem Operationellen Programm EFRE (2021-2027) für das Land Berlin.

Die BAM ist in diesem Projekt der Frühphasenförderung forschender, innovativer Technologieunternehmen Kooperationspartner und kommt dabei ihrer Aufgabe des Wissens- und Technologietransfers nach.

Der Nachweis von Schimmelpilzgiften in Rohstoffen und prozessierten Lebensmitteln ist eine gesetzliche Aufgabe, durch Grenzwerte und Normen streng geregelt und die amtliche Lebensmittelüberwachung erfolgt in der Regel mit chromatographischen Verfahren in Verbindung mit der Massenspektrometrie. Lebensmittelverarbeitende Betriebe wünschen sich aber kostengünstige Vor-Ort-Methoden, die es erlauben, direkt bei der Warenannahme und im Betrieb, Kontrollen durchzuführen. Das geförderte Start-up hat dazu zuvor eine Technologie entwickelt, mit der die gängigen Mykotoxine schnell und gleichzeitig gemessen werden können.

Das Portfolio an multiplex bestimmbaren Toxinen soll nun um einige wichtige andere Substanzen erweitert werden. Es geht um Patulin, von größter Bedeutung für die Fruchtsaftindustrie, Alternariatoxine, die z.B. in Tomaten vorkommen sowie Ergotalkaloide aus dem Mutterkorn, die Getreideprodukte kontaminieren. Um diese Substanzen in die Analysenkits aufnehmen zu können, werden hochaffine und selektive Antikörper benötigt, sowie synthetisch herzustellende Derivate der Toxine, die für die Antikörpergewinnung und die Herstellung von Assaykomponenten benötigt werden.

In unseren Arbeitspaketen, die sich um die Antikörpergewinnung drehen, treiben wir die Verfeinerung unserer innovativen Technologien voran, um allgemein die schnelle und effiziente Produktion monoklonaler Antikörper zu ermöglichen. Wir verwenden dabei als Standard das „Limiting Dilution“-Verfahren zur Selektion fusionierter Hybridomzellen. Parallel setzen wir unsere patentierte (Dt. Patent DE102014114522A1) Methode zur FACS-basierten Selektion von Hybridomas ein und vergleichen die Treffsicherheit und Effizienz der Verfahren zur Gewinnung monoklonaler anti-Hapten-Antikörper.

Die Förderung erlaubt es uns im Fachbereich Umweltanalytik, Arbeitsgebiet Immunanalytik und Molekularbiologie (IAMB) unter Leitung von Dr. Zoltán Konthur, mit festem und zusätzlichem Personal die umfangreichen Arbeitspakete abzuarbeiten. Unterstützt werden wir dabei von Michael G. Weller, Fachbereichsleiter „Proteinanalytik“ an der BAM.

Weiterhin werden im Rahmen des Vorhabens Referenzmaterialien hergestellt, nämlich Patulin in Apfelsaft, Alternariol, Alternariolmonomethylether und Tenuazonsäure in Tomatenketchup und Ergot-Alkaloide in Roggenmehl. Dies wird vom Fachbereich „Organische Spuren- und Lebensmittelanalytik“ der BAM unter Leitung von Dr. Matthias Koch ausgeführt.

Partner

SAFIA Technologies GmbH
www.safia.tech

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM):

Fachbereich 1.5

Fachbereich 1.7

Fachbereich 1.8

Förderung

Das Projekt wird gefördert über das Förderprogramm Pro FIT der Investitionsbank Berlin (IBB). Es handelt sich um Mittel der Europäischen Union aus dem Operationellen Programm EFRE (2021-2027) für das Land Berlin. Pro FIT dient der Förderung von Forschung, Innovationen und Technologien als Instrument der Frühphasenfinanzierung von Technologieunternehmen.