Microarrays zur Analyse von Pflanzenschutzmitteln

-155- Microarrays zur Analyse von Pflanzenschutzmitteln MICHAEL G. WELLER Microarrays sind Anordnungen von Reagenzien auf miniaturisierten Trägerma...
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Microarrays zur Analyse von Pflanzenschutzmitteln

MICHAEL G. WELLER

Microarrays sind Anordnungen von Reagenzien auf miniaturisierten Trägerma terialien, wie Glas- oder Silizium-Chips. Die Microarray-Technologie hat z.B. im Bereich der Krebsforschung eine enorme Verbreitung gefunden. Die dort

vorwiegend verwendeten DNA-Chips haben eine gewisse kommerzielle Reife erreicht und können auch kundenspezifisch hergestellt werden. Dagegen sind

sog. Protein-Microarrays oder diagnostische Chips noch in einem früheren Entwicklungsstadium. Microarrays ermöglichen es, in einer Probe parallel eine große Anzahl an Analyten zu bestimmen. Besonders attraktiv ist die Tatsache,

daß die Kosten mit der Anzahl der zu bestimmenden Parameter kaum anstei gen und auch die Dauer einer Analyse wird von der Analytanzahl nicht beein flußt. Letztlich kommen Microarrays auf der Basis von immunchemischen Me thoden (Immunoassays) oft ohne oder nur mit minimaler Probenvorbereitung aus. Dies führt zu sehr schnellen und kostengünstigen Analysen, die weniger

als 3 Minuten dauern können. Besonders in der Wasseranalytik können Mi-

croarray-Systeme vorteilhaft eingesetzt werden, da man aufgrund der günsti gen Matrix und hohen Empfindlichkeit meist völlig ohne jede Probenvorberei tung und Anreicherung auskommt. Einer weiteren Verbreitung steht jedoch heute die nicht ausreichende Verfügbarkeit entsprechender biochemischer

Reagenzien entgegen. Hier sind koordinierte Aktivitäten, idealerweise auf in ternationaler Ebene, notwendig.

-156 -

1

-157-

Immunologische Methoden

Reagenz auch noch nach vielen Jahren in gleichbleibender Qualität er

In der Wasseranalytik, wie auch in der Umweltanalytik allgemein, sind

klassisch instrumenteile Methoden, wie Gaschromatographie mit massenspektrometrischer

Detektion

(GC-MS)

oder

Hochleistungsflüssig

chromatographie (HPLC) mit UV-Detektion (zunehmend auch MS bzw.

MS/MS) verbreitet. Die hohen Investitionskosten und die aufwendige Handhabung dieser Geräte beschränkten die Anwendung dieser Metho

zeugen. Die hohe Reinheit erleichtert z.B. chemische Markierungsreak tionen. Leider ist die Produktion von monoklonalen Antikörpern (auch rekombinante Antikörper, auf die hier aufgrund ihrer geringen Bedeutung im PSM-Bereich nicht näher eingegangen wird) wesentlich aufwendiger und teurer, als die Gewinnung von polyklonalen Antikörpern, die den PSM-Antikörper-Markt immer noch beherrschen.

den schon immer auf wenige spezialisierte Laboratorien. Zudem ist die

Da PSM im Vergleich zu Antikörpern sehr kleine Moleküle darstellen, ist

Messung von größeren Probenzahlen durch die hohen Kosten nur in

die Auswahl geeigneter Immunoassay-Formate begrenzt. Man findet

Ausnahmefällen

vorwiegend zwei Formate, den direkten und den indirekten kompetitiven

möglich.

Letztlich

dauern

entsprechende

Analysen

durch die relativ aufwendige Probenvorbereitung entsprechend lange

Immunoassay. Bei ersterem wird der Antikörper (siehe Abb. 1), bei letz

und liefern daher keine kurzfristigen Antworten. Auch flächendeckendes

terem ein Analyt-Derivat (siehe Abb. 2) auf einer Festphase immobili

Monitoring ist mit diesen Methoden kaum denkbar.

siert.

^(^)_ «

Immunologische Methoden bzw. Immunoassays (z.B. ELISA, Enzymelinked Immunosorbent Assay) beruhen auf der Verwendung von Antikör pern als Reagenz. Antikörper sind Eiweißmoleküle, die im Blut von Wir

3) Tracerinkubation

1) Coating

beltieren in hoher Konzentration und in einer großen Vielfalt vorkommen.

Im Körper dienen sie in erster Linie der Abwehr von Krankheitserregern.

Farbstoff

Durch trickreiches Immunisieren (analog zum Impfen beim Menschen)

Waschen

können bei Versuchstieren (Kaninchen, Mäusen, Ziegen, Schafen u.a.)

Substrat

s

Farbstoff

(pod

r

Antikörper erzeugt werden, die z.B. gegen anthropogene Stoffe gerichtet

sind. Direkt aus dem Blutserum können sogenannte Polyklonale Antikör

Y

) /

nkubation

per gewonnen werden, die eine Mischung verschiedener Antikörper dar

stellen. Obwohl oft vermutet wird, diese Mischung hätte negative Auswir

kungen auf die Selektivität der Tests, läßt sich dies in der Praxis für Anti

körper gegen Pflanzenschutzmittel (PSM) nicht belegen. Im Gegenteil,

Enzymtracer

Antikörper

Analytmolekül

polyklonale Antikörper ("Antiseren") sind oft den anders erzeugten Anti

körpern sowohl in Sensitivität als auch Selektivität überlegen. Es gibt trotzdem gute Gründe, monoklonale Antikörper, die über Zellkulturen gewonnen werden, zu bevorzugen. Dies sind in erster Linie die hervor

ragende Reproduzierbarkeit und hohe Reinheit. Damit läßt sich das

Waschen

Substrat

Abb. 1: Schema eines direkt kompetitiven Immunoassays.

T 4) Signalentwicklung

- 159-

- 158-

tivität auf. Dies ist der Hauptgrund für die häufig aufwendigen Proben vorbereitungschritte bei

konventionellen Methoden.

Kreuzreaktivitäten

ohne weitere Information führen jedoch zu einer unzureichenden Identifi

ttttt

I

T

Ä

W

_^^____^_

1)Coating

kation des Analyten und daraus folgend zu einer fehlerhaften Quantifizie

3j |nkubation

markiertem Antikörper

rung. Die Aussage muß sich daher oft auf eine sog. Äquivalentkonzen tration beschränken, die eine von der Kreuzreaktion beeinflußte Größe

Farbstoff

ist. Ohne Kenntnis des Analyten der Probe läßt sich die Äquivalentkon

Substrat

zentration nicht in eine Stoffkonzentration umrechnen. 2) Inkubation

Waschen

tttTt

4) Signalentwicklung

Trotzdem

können konventionelle

Immunoassays sehr leistungsfähige

Werkzeuge sein, wenn sie sachgemäß eingesetzt werden. So kann man viel Geld und Zeit sparen, wenn man z.B. für die Untersuchung auf

pod ) Peroxidase S pf Anl Antikörper (pod)

^ Analyt

,P0° )

Grenzwertüberschreitungen

Markierter Antikörper

erst einen

Immunoassay zum

Screening

einsetzt und nur die positiven Proben einer aufwendigen Bestätigungs

analyse

inklusive

Probenvorbereitung

unterwirft. Je weniger positive

Proben erwartet werden, um so erfolgreicher ist dieser Ansatz. Mittels

Abb. 2:

Schema eines indirekt kompetitiven Immunoassays.

Immunoassay-Screening können Kostenersparnisse von über 90% er reicht, oder mehr Proben mit dem gleichen finanziellen Aufwand unter

Beide Formate haben ihre Vorzüge und verhalten sich in den meisten

sucht werden. In Tabelle 1 sind die wichtigsten Vor- und Nachteile kon

Fällen ähnlich. In allen Fällen ergeben sich sigmoidale (S-förmige) Kali

ventioneller Immunoassays zusammengefaßt:

brierkurven mit negativer Steigung in einer halblogarithmischen Darstel

lung. Dies auf den kompetitiven Mechanismus zurückzuführen. So wer

den im direkt kompetitiven Format (Abb. 1) Analytmoleküle an den Anti körperbindungsstellen gebunden. Dies ist jedoch nicht direkt meßbar. Daher wird ein Enzymtracer zugefügt (markiertes Analytderivat), der an den nicht besetzten Antikörpern bindet. Je mehr Analyt in der Probe vor handen ist, um so weniger Tracer kann letztlich binden. Der gebundene

Tracer wird nach einem Waschschritt durch seine Enzymaktivität be stimmt (chromogene

Substratreaktion).

Diese

Immunoassay-Formate

finden in kommerziellen Immunoassay-Testkits Anwendung. Nun zeigt sich kein Antikörper 100% selektiv gegenüber seinem Analyten und ver wandten

Stoffen.

Dieses

individuelle

Ansprechverhalten

nennt

man

Kreuzreaktivität. Alle analytischen Verfahren weisen eine limitierte Selek-

Tab.

1:

Die wichtigsten Vor- und Nachteile von konventionellen Immu noassays.

Vorteile

Nachteile

Schnelle Durchführung

Kreuzreaktionen*

Niedrige Kosten

Keine Stoffidentifizierung

Minimale Probenvorbereitung

Quantifizierung schwierig

Exzellente Automatisierbarkeit

Multianalytfähigkeit limitiert

Hochdurchsatz möglich (HTS)

Keine toxizitätsrelevanten Daten

* Stark abhängig vom verwendeten Antikörper. Kreuzreaktionen können für Summentests auch vorteilhaft genutzt werden.

-160-

2

Microarray-Technologie

-161 -

le Bestimmungen parallel durchgeführt werden - wohl gemerkt, in einer

Probe. Der Probendurchsatz eines Microarray-Systems ist jedoch übli 2.1

Vergleich von Microarrays mit konventionellen Mikrotiterplatten.

cherweise nicht besonders hoch und eher vergleichbar mit einer chroma tographischen Methode (siehe aber Abschnitt 2.4).

Als Microarrays bezeichnet man geordnete Muster von immobilisierten Reagenzien auf festen Oberflächen, wie Glasobjekträgern oder Silizium-

Chips [1]. Üblicherweise werden Microarrays nach der Art der immobili sierten Reagenzien klassifiziert, so z.B. in DNA-, Protein-, "Small Mole-

cule"-, Zeil-, oder Gewebe-Microarrays. Jedoch gibt es viele Publikatio nen, die sich nicht an diese Nomenklatur halten und eigene, oft irrefüh

rende Bezeichnungen, verwenden. So enthalten sog. Biochips nur in den wenigsten Fällen biologisches Material, geschweige denn, daß lebende

n oocoo cocoo ooooo ooooo ooooo ooooa ooooo ooooo

ooooo ooooo ooooo ooooo ooooo

Zellen oder Organismen verwendet würden. Sie sind meist identisch mit den o.g. DNA-Microarrays, die üblicherweise vollsynthetisch mittels einer photochemischen Methode hergestellt werden. Wenn man die beson ders in der klinischen Chemie verbreiteten Mikroplatten (oder Mikrotiterplatten, MTP) mit Microarrays vergleicht, so könnte man vermuten, daß

ooooo ooooo ooooo ooooo ooooo ooooo ooooo

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ooooo

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0 OOOO

ein Microarray eine miniaturisierte Mikrotiterplatte (d.h. eine sog. Nanotiterplatte) darstellt. Dies ist jedoch nicht der Fall. MTPs und Microarrays

sind weitgehend komplementäre Ansätze. So können MTPs vorteilhaft

für Hochdurchsatz-Untersuchungen (High-Throughput-Screening, HTS) eingesetzt werden. 10.000 Messungen pro Tag sind mit vollautomatisier ten Anlagen problemlos möglich. Auf einer Mikrotiterplatte kann man üb

licherweise 96 (heute jedoch auch 384 oder 1536 Bestimmungen) z.B.

Abb. 3: Vergleich von Mikrotiterplatten (MTP, links) mit einem Microar

innerhalb einer Stunde parallel durchführen. In der Flüssigchromato

ray (rechts). Die Abbildung ist nicht maßstabsgerecht. Die Län

graphie (HPLC) benötigte man für letztere Probenanzahl ca. 2 Monate.

ge einer Mikrotiterplatte beträgt ca. 12,5 cm, die eines Glasob

Jedoch wird bei jedem dieser Mikrotiterplattentests nur ein einziger Pa

jektträgers ca. 7,5 cm, wobei oft nur ca. 1-2 cm2 aktive Fläche

rameter bestimmt, so daß im vornherein klar sein muß, welche Substanz

genutzt wird, auf der bis zu 1000 Reagenzpunkte immobilisiert

gemessen werden soll ("Target Analysis"). Im Gegensatz hierzu wird in

werden können. Der Microarray-Chip ist im Gegensatz zur MTP

einem Microarray-Experiment eine Multianalytbestimmung durchgeführt.

völlig glatt und weist keine topographische Strukturierung auf.

Abhängig von der Anzahl der Reagenzspots können fast unbegrenzt vie-

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-163-

Die Chips für Microarrays werden heute noch oft einzeln im Labor her

In vielen Fällen, besonders beim Spotten von Proteinlösungen, ist die

gestellt. Nur wenige sind kommerziell erhältlich. Die On-Chip-Synthese

Reproduzierbarkeit eine besondere Herausforderung. Die Oberfläche der

ist vorwiegend für DNA-Chips geeignet. Hingegen kommen für die Her

Chips besteht meist aus Glas und muß neben einer gründlichen Reini

stellung von Protein- oder Hapten-Chips sog. Contact- und Noncontact-

gung einer Vorbeschichtung unterzogen werden. Dies geschieht in der

Verfahren in Frage. Erstere benutzen Metallspitzen zum Auftragen klein

Regel durch eine Silanisierung; Epoxysilane haben sich als besonders

ster Flüssigkeitsmengen. Dazu muß aber die zu bearbeitende Oberflä

geeignet herausgestellt. Derartig vorbehandelte Chips kann man heute

che mit der Spitze berührt werden. Noncontact-Spotter hingegen funktio

von verschiedenen Firmen beziehen.

nieren ähnlich wie ein Tintenstrahldrucker mit Piezo-Technologie. Winzi

ge Tröpfchen im Nano- oder sogar Picoliterbereich werden aus einigen Millimetern Abstand auf die Oberfläche gespritzt.

In Abbildung 4 ist ein System auf der Basis einer Piezopumpe gezeigt.

2.2

Microarray-Systeme als Biosensoren

Microarrays werden heute vorwiegend für Forschungszwecke eingesetzt und sind in der Routineanalytik nur sehr sporadisch anzutreffen. Ein typi sches Microarray-Experiment dauert in der Regel mehrere Stunden oder

im Extremfall sogar Tage. Für bestimmte Anwendungen, so z.B. für die Detektion von

chemischen

oder biologischen

Kampfstoffen,

ist eine

schnellere Analytik notwendig. So wurden in den USA Systeme z.B. für

den militärischen Einsatz vorgestellt [2,3]. Aber auch für das OnlineMonitoring von Pflanzenschutzmitteln im Wasser ist eine schnellere bzw. kontinuierliche Bestimmung wünschenswert. In diesem Zusammenhang

wurde ein Gerät auf der Basis von Fluoreszenzmessungen im evaneszenten Feld vorgestellt, das für das Wassermonitoring konzipiert wurde [4,5]. Leider ist dessen Multianalytfähigkeit bisher auf nur wenige Stoffe limitiert. Biosensoren auf der Grundlage von Microarrays sind in dieser Hinsicht leistungsfähiger und sind fast unbegrenzt erweiterbar. Schon vor einigen Jahren wurde ein Microarray-Biosensor-System vorgestellt, pH

das auf der Basis einer Chemilumineszenzmessung mittels einer gekühl ten, hochempfindlichen CCD-Kamera die Messung von mehreren PSM (und anderen Kontaminanten) im Trinkwasser erlaubte [6]. In Abb. 5 ist

Abb. 4: Nanospotter (Piezopumpe)

zur

Herstellung

von

Microarray-

Chips. Der Durchmesser der Spots beträgt ca. 0.2-0.5 mm.

der Aufbau dieses Systems zu sehen, das Paralleler AffinitätssensorArray (PASA) genannt wird. Der Name soll sowohl die Arraystruktur (Multianalytfähigkeit), als auch die parallele (im Gegensatz zur sequenti ellen) Auslesung betonen. Der Chip ist in eine kleine Flußkammer einge-

- 164-

- 165-

baut, die dazu dient, die Probe und die Reagenzien über den Chip zu

ist dies besonders schwierig, da jeder Antikörper andere Bedingungen

leiten. Nach der Durchführung des kompetitiven Reaktionsschritts wird

zur Regeneration erfordert. Dies konnte mit einer neuartigen Methode

ein Enzymsubstrat zugepumpt (Luminol/Wasserstoffperoxid), das durch

gelöst werden, die auf der selektiven Spaltung des Enzymtracers beruht

die

[7]. Hierzu mußte in den Enzymtracer eine Spaltstelle (hier ein Oligonu-

Markierung

Meerrettichperoxidase

umgesetzt wird

und

zu

einer

Lichtemission führt. Diese wird von der empfindlichen CCD-Kamera de-

cleotid) eingefügt werden (siehe Abb. 7). Dies ermöglicht es, verschie

tektiert und die Daten werden zum Auswertungscomputer gesandt. Die

dene Antikörper unter sehr milden Bedingungen zur regenerieren. Einfa

Detektion benötigt typischerweise nur 0,5-5 Minuten.

cher ist die Situation bei indirekten kompetitiven Immunoassays, voraus

Array-Rohdaten

CCD

PC für Datenauswertung

gesetzt die immobilisierte Struktur (Hapten) ist stabil genug, um auch

Dunkelkammer

iüiii i

harsche Bedingungen zu überstehen [6].

Autosampier o.o -

Reagenzien/Puffer

0.001

0.01

0.1

10

100

Atrazin

Abb. 5: Aufbau eines Parallelen Affinitätssensor-Arrays (PASA) zur De tektion von Pflanzenschutzmitteln in Wasser.

Es konnten verschiedene Triazinherbizide (z.B. Atrazin, Abb. 6) empfind lich erfaßt werden, so daß das Monitoring des derzeit gültigen Trinkwas sergrenzwerts von 0,1 jjg/L (Einzelsubstanz) möglich ist. Um eine konti

nuierliche Messung zu ermöglichen, wurden verschiedene Regenerati onsmethoden untersucht. Für den direkten kompetitiven Immunoassay

Abb. 6:

PASA-Kalibrierkurve des Triazinherbizids Atrazin in Wasser. Der derzeit gültige Trinkwasser-Grenzwert von 0,1 pg/L kann

erfaßt werden. Dies kann man von allen Stoffen erwarten, für die hochwertige Antikörper zur Verfügung stehen.

-166-

OligonukleotidSpacer

-167-

Spaltung

mit Nuclease

100

100

L

100

100

Adsorbierter Enzymtracer

Hu 11

Simazin

I

] AM7B2

I

i 21-1

HH 4A54

$flll§lP!iffi§/?lPil

■i K4E7 Regenerierte Oberfläche

0

20

Abb. 7: Schema einer spaltungsunterstützten Regenerationsmethode auf der Basis eines Oligonucleotid-Spacers.

40

60

80

100

120

140

160

180

Kreuzreaktion [%]

Abb. 8: Substanzidentifizierung mittels Kreuzreaktionsmuster In Abb. 8 ist ein Beispiel zur Differenzierung von Atrazin und Simazin mit

2.3

Multianalytfähigkeit

Hilfe von vier kreuzreagierenden Antikörpern gezeigt. Keiner der vier An

Die Detektion verschiedener Stoffe, die keine strukturelle Ähnlichkeit

tikörper ist alleine in der Lage, Atrazin und Simazin sicher zu unterschei

aufweisen, ist mittels Microarray-Biosensoren relativ trivial. Es treten nur

den. Zusammen ergibt sich aber ein sehr selektives Muster, das zur Er

äußerst selten unerwartete Kreuzreaktionen auf und somit kann der Ar-

kennung des betreffenden Herbizids herangezogen werden kann [8].

ray jederzeit ohne Beeinflussung des restlichen Systems erweitert wer

den. Jedoch ist das Ergebnis eine Äquivalentkonzentration, analog zu

Tab. 2: Substanzidentifizierung und -quantifizierung mit vier Antikör pern und vier Analyten.

einem normalen Immunoassay. Dieser Modus kann als "univariater Microarray" bezeichnet werden [1]. Charakteristisch ist an diesem Format,

Probe

daß jeder Spot unabhängig vom anderen ausgewertet werden kann.

Nr.

Dotierter Stoff

Dotierte Konz.

Gefundener Stoff

[M9/L]

Gefundene Konz. [ug/L]

1

Terbuthylazin

0.1

Terbuthylazin

0.09

2

Atrazin

0.1

Atrazin

0.10

überlappenden Kreuzreaktionen auf. Durch chemometrische Ansätze,

3

Simazin

0.1

Simazin

0.11

wie "Pattern Recognition" können aus typischen Signalmustern Informa

4

Simazin

0.1

Simazin

0.09

tionen gewonnen werden, die eine echte Identifizierung des Analyten

5

Atrazin

0.1

Atrazin

0.11

ermöglichen. Gelingt dies, so kann auch eine korrekte Quantifizierung

6

Simazin

0.1

Simazin

0.11

durchgeführt werden, da man die entsprechenden Korrekturfaktoren

7

Terbuthylazin

0.1

Terbuthylazin

0.15

(Kreuzreaktion) in der Regel schon experimentell ermittelt hat.

8

Desethylatrazin

0.3

Desethylatrazin

0.47

Noch leistungsfähiger, aber auch komplizierter im Aufbau und der Aus wertung sind "multivariate Microarrays" [1]. Sie weisen Reagenzien mit

-168-

2.4

Andere Anwendungen

Überall wo Multianalytfähigkeit benötigt wird, können Microarray-Biosensoren mit Vorteil eingesetzt werden. Die Allergiediagnostik erscheint ein besonders günstiges Feld, da schon heute hunderte Allergene (gerech

-169-

Die Multianalytfähigkeit ist notwendig, um möglichst viele der im Veteri närbereich verwendeten Antibiotika detektieren zu können. Inzwischen konnten mit dem in Abb. 9 gezeigten System Meßzeiten von weniger als drei Minuten realisiert werden.

net als Extrakt) und tausende allergene Stoffe (auf Proteinebene) be kannt sind und großteils als Substanz verfügbar sind. Auf Basis des PA SA-Systems ist eine empfindliche Allergiediagnostik möglich, die weit über das bisher übliche hinausgeht und Verbesserungen für die Allergie therapie verspricht [9].

2.5

Zukünftige Entwicklung und Handlungsbedarf

Die technologischen Plattformen im Microarray-Bereich haben schon ei

nen hohen Entwicklungsstand erreicht und dürften demnächst in ver schiedensten

Bereichen

die

Schwelle

zur

Routineanwendung

über

Eine weitere Anwendung des PASA-Systems wurde für die Antibiotika-

schreiten [11,12]. Stark limitierend ist jedoch immer noch die Reagenzi

Detektion in Rohmilch entwickelt [10]. Hier war die Meßzeit das ent

enentwicklung, die sogar in hochprofitablen Bereichen, wie z.B. der klini

scheidende Kriterium, da in Milchsammelwagen nur sehr kurze Zeit für

schen Diagnostik, die Entwicklung neuer Testformate stark verlangsamt.

Analytik zur Verfügung steht, um zu entscheiden, ob die Milch ange

In der Umwelt- bzw. Wasseranalytik, die vorwiegend auf hoheitlichen

nommen werden soll oder nicht.

Aufgaben basieren, ist eine allein kommerziell getragene Entwicklung kaum zu erwarten, da zu hohe Investitionen zu geringen potentiellen

Umsätzen gegenüberstehen. Auch in der Lebensmittelanalytik ist eine ähnliche Henne-Ei-Problematik zu beobachten. Hier wäre die internatio nale Abstimmung von öffentlichen Forschungsförderern dringend not

wendig. Dies sollte dafür sorgen, daß biochemische Reagenzien, die mit öffentlichen

Mitteln

geschaffen

werden,

langfristig verfügbar bleiben.

Heute müssen entsprechende Substanzen für fast jedes Projekt wieder neu entwickelt werden. Diese Ressourcenverschwendung - gerade an gesichts leerer Kassen bei Bund und Ländern kaum verständlich - und Behinderung der Entwicklung entsprechender Technologien, könnte mit

bescheidenem finanziellem Aufwand durch die Gründung einer interna tional operierenden Reagenzien-Bank verhindert werden, z.B. unter dem

Dach der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen

GmbH (DSMZ). Es gibt im Bereich der humanen Proteomforschung kon krete Aktivitäten für den Aufbau einer riesigen, allgemein zugänglichen

Abb. 9:

PASA-System zur Untersuchung von Milch auf Antibiotikarück

Sammlung von monoklonalen Antikörpern. Diese "Antibody Initiative"

stände. Die Messung benötigt weniger als 3 Minuten [10].

wird von der internationalen Human Proteome Organisation (HUPO) ko-

-170-

-171 -

ordiniert. Falls hierzulande analoge Initiativen zu zögerlich unterstützt

[5]

Mallat, E., Barcelo, D., Barzen, C, Gauglitz, G., Abuknesha, R. (2001):

Immu

nosensors for pesticide determination in natural waters, TrAC, Trends in Analy

werden sollten, wird die Spitzenforschung von morgen zunehmend in

tical Chemistry 20, S. 124-132.

China [13] durchgeführt werden. [6]

Weller, M.G., Schuetz, A.J., Winklmair, M., Niessner, R (1999).: Highly parallel affinity sensor for the detection of environmental contaminants in water, Analyti-

3

Danksagungen

ca Chimica Acta 393, S. 29-41.

Meinen Mitarbeitern, AJ. Schütz, M. Winklmair, B.l. Fall, M. Eiberle, P.

[7]

Winklmair, M., Schuetz, A.J., Weller, M.G., Niessner, R. (1999): New regenera-

tion method for competitive immunosensors. In: Bioluminescence and Chemi-

Bajaj, B.G. Knecht, S. Fabel und M. Kiening möchte ich für die hervorra

luminescence - Perspectives for the 21 th Century, Proc. 10th Intern. Symp.

gende wissenschaftliche Arbeit und hilfreiche Diskussionen danken. Un

1998, Bologna, S. 134-137, A. Roda, M. Pazzagli, L.J. Kricka, P.E. Stanley

seren Projektpartnern, u.a. dem National Institute for Resources and En

(Hrsg). Chichester: John Wiley & Sons.

vironment (NIRE) in Tsukuba, Japan, der Klinik und Poliklinik für Derma-

[8]

tologie und Allergologie am Biederstein, Technische Universität Mün chen (TUM), dem Lehrstuhl für Hygiene und Technologie der Milch, Ludwig-Maximilians-Universität München

(LMU)

und

[9]

der Fa. Atto-tec

Fall, B.I., Eberlein-König, B., Behrendt, H., Niessner, R., Ring, J., Weller, M.G. (2003): Microarrays for the screening of allergen-specific IgE in human serum, Analytical Chemistry 75, S. 556-562.

GmbH möchte ich für ihre wertvolle Unterstützung danken. Letztlich bin ich u.a. dem BMBF, der TU München, der Bundeswehr, dem FEI, der

Winklmair, M., Schuetz, A.J., Weller, M.G., Niessner, R. (1999): Fresenius' Journal of Analytical Chemistry 363, S. 731-737.

[10]

Knecht, B.G., Strasser, A., Dietrich, R., Märtlbauer, E., Niessner, R., Weller,

AiF, dem BMWA und der Fa. R-Biopharm für die Finanzierung unserer

M.G. (2004): Automated microarray System for the simultaneous detection of

Projekte zu großem Dank verpflichtet.

antibiotics in milk, Analytical Chemistry 76, S. 646-654.

[11]

Weller, M.G. (2004): Protein Microarrays for Biosensor Applications. In: Protein Microarrays, S. 285-303. Mark Schena (Hrsg.). Sudbury, MA, USA: Jones and

4 [1]

Literaturverzeichnis Weller, M.G. (2003): Classification of protein microarrays and related techni-

Bartlett Publishers.

[12]

[2]

Delehanty, J.B., Ligler, F.S. (2002): A microarray immunoassay for simultane

ous detection of proteins and bacteria, Analytical Chemistry 74, S. 5681-5687. [3]

[13]

Cyranoski, D. (2003): China takes centre stage for liver proteome, Nature 425, S. 441.

Sapsford, K.E., Shubin, Y.S., Delehanty, J.B., Golden, J.P., Taitt, C.R., ShriverLake, L.C., Ligler, F.S. (2004): Fluorescence-based array biosensors for detec tion of biohazards, Journal of Applied Microbiology 96, S. 47-58.

[4]

Weller, M.G. (2005): Optical microarray biosensors, Analytical and Bioanalytical Chemistry 381, S. 41-43.

ques, Analytical and Bioanalytical Chemistry 375, S. 15-17.

Kontakt zu dem Autor:

Rodriguez-Mozaz, S., Reder, S., Lopez de Alda, M., Gauglitz, G., Barcelo, D. (2004): Simultaneous multi-analyte detenmination of estrone, isoproturon and

PD Dr. rer. nat. Michael G. Weller, Diplom-Chemiker

atrazine in natural waters by the River ANAlyser (RIANA), an optical immuno-

Institut für Wasserchemie und Chemische Balneologie, TU München, 81377 Mün

sensor, Biosensors & Bioelectronics 19, S. 633-640.

chen, Marchioninistr. 17, Tel. 089/2180-78241

E-Mail: [email protected]

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