Biosensoren für den Nachweis von Pathogenen
Serologische Analysen pathogener Toxine, wie sie derzeit üblich sind, liefern zwar taxonomische Informationen, lassen aber häufig kaum Aussagen zur tatsächlichen Pathogenität eines Mikroorganismus zu. Nur anhand von DNA-Analysen kann das reale Gesundheitsrisiko eines Organismus richtig eingeschätzt werden. Mit diesem Ziel wurde ein Siliziumchip entwickelt, der eine schnellere, gleichzeitige und vollautomatisierte Analyse vieler Gene in einer Probe ermöglicht. Das EU-finanzierte Projekt EBIOSENSE (Electrical bio sensor arrays for analyses of harmful micro organisms and microbial toxins) entwickelte Arrays für Analysen schädlicher Mikroorganismen und mikrobieller Toxine. Mit diesem Biochip lassen sich spezifische Nukleinsäuren, mikrobielle Proteine und toxische mikrobielle Produkte gleichzeitig analysieren. Die Zielstrukturen werden mittels DNA-Sonden oder Antikörper erkannt, die auf elektrochemischen Messelektroden immobilisiert sind. Anschließend wird der detektierte Analyt mit einem Enzym markiert und so ein elektrisch aktives Produkt bzw. ein elektrischer Strom generiert. Die Projektpartner entwickelten und evaluierten geeignete DNA-Sonden und Antikörper und untersuchten, wie diese auf der Chipoberfläche immobilisiert werden können. Dann wurden Silizium-DNA-Chip-Arrays für den Nachweis der häufigsten Lebensmittelpathogene generiert: pathogene E. coli-Stämme, Legionellen und Salmonellen. Weiterhin wurde ein antikörperbasierter Chip zur Analyse von Staphylokokkentoxinen entwickelt. Der von EBIOSENSE entwickelte Array könnte Risikoanalysen von Lebensmitteln zuverlässiger machen, denn er liefert Informationen über die Toxinproduktion und andere pathogene Faktoren. Dabei eignet er sich nicht nur zum Nachweis von Lebensmittelpathogenen, sondern auch für diverse andere Analyte, u.a. antibiotikaresistente Bakterien.
