TY - GEN A1 - von der Au, Marcus A1 - Meermann, Björn T1 - Dem Leben auf der Spur – Einzelzellanalytik N2 - Zellen, als Grundeinheit für Organismen, bilden einen wesentlichen Eckpfeiler für das Leben. Die Untersuchung von einzelnen Zellen liefert wertvolle Einblicke in fundamentale Prozesse des Lebens. So können Anomalien auf der Zelleebene Indikatoren für Krankheiten sein und durch eine Analyse früh erkannt werden. Weiterhin kann durch ein tiefgreifendes Verständnis von Vorgängen in Zellen auch gezielt Forschung zu z.B. neuen Medikamenten betrieben werden. Damit können die Wirksamkeit erhöht und die Nebenwirkungen reduziert werden. KW - SC-ICP-MS KW - Algen KW - Cispaltin PY - 2021 UR - https://faszinationchemie.de/wissen-und-fakten/news/dem-leben-auf-der-spur-einzelzellanalytik/ SP - 1 EP - 4 AN - OPUS4-53859 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Ferreira Camoes Liestmann, Zoe T1 - Development of an electrochemiluminescence immunoassay for selected pathogens in wastewater N2 - The outbreak of SARS-CoV-2 in December of 2019, led to a worldwide still on-going pandemic. Since then, several so-called waves of SARS-CoV-2 infections, a time period with a high and fast rising number of new infections, have occurred all over the world. Classic surveillance approaches are hardly applicable, and further, non-detected cases cannot be covered by them. Wastewater-based Epidemiology (WBE) was proven to be a reliable tool for the prediction of new SARS-CoV-2 infection waves, due to the discharge of virus particles in fecal shedding of infectious people. Until now, for the monitoring of SARS-CoV-2 in wastewater, Polymerase Chain Reaction (PCR) is used as analytical tool. Even though PCR is a highly sensitive analytical tool, is presents several disadvantages, such as the need for trained personnel, specific technical equipment, as well as a difficult performance. An analytical tool, to which these disadvantaged do not apply, are immunoassays. In this work, a sandwich Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA), with the immobilization of the capture antibodies on the surface of a Microtiter Plate (MTP), as well as a sandwich Magnetic Bead-Based Assay (MBBA), with immobilization of the capture antibodies on the surface of Magnetic Beads (MBs), targeting the SARS-CoV-2 N-protein, were developed and optimized. Both assay formats were performed with a colorimetric and chemiluminescent detection. The developed assay is composed of the two monoclonal antibodies (mAb) AH2 and DE6 - which was biotinylated in the course of the work - which bind to two different epitops of the antigen N-protein. As tracer, Neutravidin-HRP was used, which binds, through interaction of the Neutravidin with the biotin, to the mAb DE6-Biotin. The assay development and optimization procedure included the investigation of the surface saturation with the mAb AH2, the concentration and dilution of the mAb DE6-Biotin and Neutravidin-HRP, the ideal MBs, the ideal coating as well as dilution buffers, and the colorimetric and chemiluminescent substrates. For the developed and fully optimized colorimetric ELISA, a test midpoint x0 of 388 μg/L, for the chemiluminsecent ELISA of 371 μg/L, for the colorimetric MBBA of 251 μg/L and for the chemiluminescent MBBA of 243 μg/L was obtained. Validation of the colorimetric MBBA was done by measurement of three wastewater samples collected at the Wastewater Treatment Plant (WWTP) Potsdam. Whilst no N-protein could be detected in the samples, by spiking of the wastewater samples with certain concentrations of the N-protein, 10- to 18-times lower concentrations could be back-calculated, which can be attributed to matrix-effects of the wastewater sample. Next to the matrix-effects, also several other reason exist, why no N-protein could be determined in the samples. Because of that, further investigation of the handling, and the measurement of the wastewater samples, as well as the improvement of the assay sensitivity through further optimization steps or exchange of the antibodies, is still necessary. KW - SARS-CoV-2 KW - ELISA KW - Antibody KW - N-capsid PY - 2022 SP - 1 EP - 102 PB - Technischen Universität München CY - München AN - OPUS4-57744 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Vergin, Chantal Celine T1 - Entwicklung eines Extraktionsverfahrens für Mykotoxine aus Lebensmitteln für die Messung in immunanalytischen Assays und Sensoren N2 - Mykotoxine sind sekundäre Stoffwechselprodukte, die von Schimmelpilzen gebildet werden. Sie sind unvermeidliche Lebensmittelkontaminanten und stellen daher ein ernstes Gesundheitsrisiko für Mensch und Tier dar. Aus diesem Grund hat die Europäische Kommission Vorschriften erlassen, die Höchstwerte für Mykotoxine in bestimmten Lebensmitteln vorsehen. Um die gesetzlichen Grenzwerte einzuhalten, müssen in der Lebensmittelindustrie Mykotoxinanalysen der eingehenden Waren durchgeführt werden. Gegenwärtig umfasst die Analyse zeitaufwändige Probenvorbereitungsschritte, denen in der Regel eine chromatographische Analyse folgt. Immunoassays ermöglichen eine Vor-Ort-Analyse, aber in der Regel sind für feste Lebensmittelproben lösungsmittelbasierte Extraktionsschritte erforderlich. Da Immunoassays in der Regel nicht mit den hohen Lösungsmittelkonzentrationen kompatibel sind, die üblicherweise für die Mykotoxinextraktion verwendet werden (z.B. Acetonitril oder Methanol), war es das Ziel dieser Arbeit, ein Extraktionsverfahren für die Mykotoxine Deoxynivalenol und Ochratoxin A aus Weizenmehl und Getreide zu entwickeln, das für Immunoassays und -sensoren verwendet werden kann. Vier verschiedene Lösungsmittel, Methanol (10 %), Ethanol (5 %) und Acetonitril (10 %) sowie Milli-Q-Wasser wurden für die Extraktion des Analyten Deoxynivalenol getestet. Um negative Umweltaspekte zu vermeiden und aufgrund der vergleichbaren Extraktionseffizienz von Milli-Q-Wasser gegenüber den anderen Lösungsmitteln, wurde Milli-Q-Wasser als Extraktionslösung im optimierten Extraktionsprotokoll für Deoxynivalenol verwendet. Es wurden verschiedene Extraktionsbedingungen, wie die Extraktionszeit, das Lösungsmittel-Feststoff-Verhältnis, der Filtrationsschritt, der Zentrifugationsschritt sowie die Zusammensetzung des Wassers untersucht. Auf der Grundlage der Ergebnisse wurde ein Extraktionsprotokoll festgelegt, mit dem Wiederfindungsraten in einem Bereich von x bis x erzielt wurden. Das Extraktionsprotokoll umfasste die Extraktion von 2 g Weizenmehl mit 40 ml Milli-Q-Wasser für 30 Minuten, die anschließende Zentrifugation bei 3000 U/min für 15 Minuten bei 4 °C und die Filtration des Überstands. KW - Mykotoxine KW - ELISA KW - Probenvorbereitung PY - 2023 SP - 1 EP - 81 CY - Berlin AN - OPUS4-59199 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Wulfes, Birte S. T1 - Rekombinante Herstellung und explorative Anwendung immobilisierter, thermostabiler Trypsin-Varianten für die Bottom-Up-Proteomik N2 - Die Erforschung des Proteoms, der Gesamtheit der Proteine eines Lebewesens, ist von großer Bedeutung für das Verständnis biologischer Systeme. Aufgrund dessen ist die Proteomik ist eines der bedeutendsten aktuellen Forschungsfelder der Biowissenschaften. In der Bottom-Up-Proteomik werden die Proteine einer Probe vor ihrer Analyse einem enzymatischen Verdau mit Proteasen unterzogen, was eine erleichterte Analyse mit hohem Durchsatz ermöglicht. Aufgrund seiner hohen Aktivität und Effektivität hat sich die Serinprotease Trypsin als Standard-Enzym der Proteomik etabliert. Die weitere Verbesserung ihrer Enzymcharakteristika, wie Thermostabilität und Aktivität, ist unter anderem durch Immobilisierung an ein Trägermaterial oder genetische Modifikation möglich. In der vorliegenden Arbeit wurde eine von Xiao et al. 2023 entwickelte thermostabile Trypsin-Variante mit erhöhter Oberflächen-Hydrophobizität rekombinant in E. coli hergestellt und sowohl immobilisiert als auch in Lösung hinsichtlich ihrer Enzymaktivität und Thermostabilität im Vergleich zum Wildtyp charakterisiert. Die vorliegende Arbeit stellt dabei eine Erstbeschreibung der Immobilisierung einer thermostabilen Trypsin-Spezies an ein Trägermaterial dar und untersucht somit erstmalig das Zusammenspiel der beiden Optimierungsstrategien Immobilisierung und genetische Modifikation. Das thermostabile Trypsin und sein Wildtyp wurden rekombinant als Zymogene hergestellt, wobei trotz verschiedener Strategien zum Erhalt der nativen Konformation, wie der Fusion mit dem Chaperon-ähnlichen Maltose-bindenden Protein (MBP), eine starke Aggregation in Einschlusskörperchen (inclusion bodies, IB) erfolgte. Im Zuge der Rückfaltung der fehlgefalteten Proteine wurden verschiedene Rückfaltungsbedingungen untersucht, wobei die Vorteile einer langsamen Absenkung des Gehalts der Denaturierungsreagenz in Kombination mit einem Cystein-Cystine- Redoxsystem dargelegt werden konnten. Es konnte keine Verbesserung der Aktivität und Thermostabilität des genetisch modifizierten Enzyms in freier Form festgestellt werden, jedoch eine erhöhte Substrataffinität. Durch Immobilisierung an Magnetbeads mit tosylfunktionalisierter Oberfläche konnte die Enzymaktivität der genetisch modifizierten Trypsin-Variante bei 80 °C vollständig erhalten werden, während die Aktivität des Wildtyps verringert wurde. Dies legt nahe, dass die erhöhte Oberflächen-Hydrophobizität der modifizierten Trypsin-Variante zu einer erhöhten Bindung an das Trägermaterial beiträgt, was eine Verbesserung der Stabilität bei thermischer Erhitzung bewirkt. KW - Rekombinante Proteine KW - Proteomik KW - Thermostabile Enzyme KW - Immobilisierung PY - 2024 SP - 1 EP - 149 PB - Technische Universität Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-60885 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schardt, Annika A1 - Schmitt, Johannes A1 - Engelhard, Carsten T1 - Cover image for the article "Single particle inductively coupled plasma mass spectrometry with nanosecond time resolution" N2 - Image for the front cover of the issue 39(2) of the JAAS (Journal of Analytical Atomic Spectrometry). See Annika Schardt et al., pp. 389–400. Image reproduced by permission of Annika Schardt, Johannes Schmitt and Carsten Engelhard. KW - Analytical chemistry KW - Nanoparticles KW - Single-particle characterization KW - Instrumentation KW - spICP-MS PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1039/D4JA90005G SN - 1364-5544 SN - 0267-9477 VL - 39 IS - 2 SP - 295 PB - Royal Society of Chemistry (RSC) CY - Cambridge AN - OPUS4-62156 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Ecke, Alexander A1 - Bell, Jérémy A1 - Schneider, Rudolf T1 - From Laboratory Immunoassays to Immunosensors with an Integrated Microfluidic Flow System N2 - This research summary describe efforts to the development of a three-dimensional microfluidic flow cell for improved electrochemical substrate detection in HRP/TMB-based immunoassays. This work provides a valuable advancement in the sensitivity and integration of immunoassay technologies, aiding in the refinement of diagnostic tools. KW - Antikörper KW - Immunoassay KW - Microfluidics KW - Electrochemical detection KW - Biosensor PY - 2025 UR - https://www.elveflow.com/microfluidics-research-summaries/from-laboratory-immunoassays-to-immunosensors-with-an-integrated-microfluidic-flow-system/ SP - 1 EP - 4 CY - Paris AN - OPUS4-62674 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Iwert, C. A1 - Stein, J. A1 - Appelt, C. A1 - Vogt, K. A1 - Rainer, R. J. A1 - Tummler, K. A1 - Mühle, K. A1 - Stanko, K. A1 - Schumann, J. A1 - Uebe, D. A1 - Jürchott, K. A1 - Lisec, Jan A1 - Janek, K. A1 - Gille, C. A1 - Textoris-Taube, K. A1 - Sai, S. A1 - Petersen, A. A1 - Kühl, A. A. A1 - Klipp, E. A1 - Meisel, C. A1 - Sawitzki, B. T1 - TCAIM controls effector T cell generation by preventing Mitochondria-Endoplasmic Reticulum Contact Site-initiated Cholesterol Biosynthesis N2 - T cells need to adapt their cellular metabolism for effector cell differentiation. This relies on alterations in mitochondrial physiology. Which signals and molecules regulate those alterations remains unclear. We recently reported, that the mitochondrial protein TCAIM inhibits activation-induced changes in mitochondrial morphology and function and thus, CD effector T cell formation. Using conditional TCAIM knock-in (KI) and knockout (KO) mice, w now show that it also applies to CD8+ T cells and more importantly, delineate the molecular processes in mitochondria by which TCAIM controls effector cell differentiation. TCAIM KI resulted in reduced activation-induced HIF1α protein expression. Metabolomics and transcriptional data in combination with mathematical flux modeling revealed an impaired induction of anabolic pathways, especially of the mevalonate pathway and cholesterol biosynthesis in TCAIM KI CD8+ T cells. Addition of cholesterol completely rescued HIF1α protein expression, activation and proliferation of TCAIM KI CD8+ T cells. At the molecular level, TCAIM delayed activation-induced mitochondria-ER contact (MERC) formation by binding to MERC promoting proteins such as RMD3 and VDAC2. In summary, we demonstrate that TCAIM suppresses effector cell differentiation by inhibiting MERC formation, which induce HIF1α-mediated increase in cellular metabolism and cholesterol biosynthesis. KW - Mass Spectroscopy KW - Metabolomics KW - Cancer PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-533543 UR - https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.04.20.440500v1 DO - https://doi.org/10.1101/2021.04.20.440500 VL - April SP - 1 EP - 45 PB - Cold Spring Harbor Laboratory AN - OPUS4-53354 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schneider, Rudolf T1 - Wasserdiagnose durch die Verwendung von Markern N2 - Die Überwachung des gesamten Wasserkreislaufs auf Mikroverunreinigungen ist aus gesundheitlicher und ökologischer Hinsicht wünschenswert und gewinnt durch den Klimawandel und das zunehmende Erfordernis der Wiederverwendung des Brauchwassers weiter an Bedeutung. Die schnellen und kostengünstigen antikörperbasierten Methoden („Immunoassays“) können helfen, Informationslücken zu schließen und kürzere Reaktionszeiten zu ermöglichen. Von Labormethoden über tragbare Analysengeräte bis hin zu Online-Sensoren sind viele Formate möglich (u. a. ELISA, Abb. 1). Es muss zudem die Bereitstellung der notwendigen, hochqualitativen Antikörper gewährleistet werden. Da aber gilt „1 Analyt – 1 Antikörper“, ist die Herstellung eines Konsenses bezüglich der vordringlich zu bestimmenden Indikatoren/Marker notwendig. Auch die Normung der Verfahren ist parallel in Angriff zu nehmen. KW - Antikörper KW - Immunoassay KW - Abwasser KW - ELISA PY - 2025 UR - https://analyticalscience.wiley.com/content/article-do/wasserdiagnose-durch-die-verwendung-von-markern VL - 2025 IS - 1 SP - 1 EP - 4 PB - WILEY CY - Hoboken, NJ, USA AN - OPUS4-63508 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Abram, Sarah-Luise A1 - Tavernaro, Isabella A1 - Zou, Shan A1 - Johnston, Linda T1 - Behind the Paper: Nanoscale Reference and Test Materials for the Validation of Characterization Methods for Engineered Nanomaterials – Current State, Limitations and Needs N2 - Engineered nanomaterials (NMs) of different material composition, morphology, and surface chemistry are widely used in material and life sciences. For NM quality control and risk assessment, NM key properties must be characterized with validated methods, requiring reference materials (RMs). KW - Engineered Nanomaterials KW - Nanoscale reference materials KW - Interlaboratory comparisons KW - Traceability KW - Standardization and Regulation KW - Nano KW - Particle KW - Quality assurance KW - Surface chemistry PY - 2025 UR - https://communities.springernature.com/posts/nanoscale-reference-and-test-materials-for-the-validation-of-characterization-methods-for-engineered-nanomaterials-current-state-limitations-and-needs SP - 1 EP - 3 PB - Springer Nature CY - Online AN - OPUS4-62572 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Richter, Maria A1 - Güttler, Arne A1 - Pauli, Jutta A1 - Vogel, K. A1 - Homann, Christian A1 - Würth, Christian T1 - Extending Certified Spectral Fluorescence Standards for the Calibration and Performance Validation of Fluorescence Instruments to the NIR – Closing the Gap from 750 nm to 940 nm with Two Novel NIR Dyes N2 - Fluorescence methods provide spectral, intensity, polarization, and lifetime information, which contain sample- and instrument-specific contributions. Fluorescence data, comparable across instruments and laboratories, require validated calibration procedures and certified fluorescence standards. KW - Quality assurance KW - Reference material KW - Fluorescence KW - Dye KW - Traceability KW - Metrology KW - Calibration KW - Reference data KW - Reference product KW - Digital certificate KW - NIR KW - Instrument performance validation PY - 2025 SP - 1 EP - 4 PB - Springer Nature CY - London AN - OPUS4-62739 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Scholtz, Lena A1 - Resch-Genger, Ute T1 - Behind the Paper - Dual color pH probes made from silica and polystyrene nanoparticles and their performance in cell studies N2 - In this contribution we highlight the importance of comparison for scientific research while developing a new, functional pH sensor system, and the valuable insights this can provide. KW - Dye KW - Optical Spectroscopy KW - pH probe KW - Silica and Polystyrene Particles KW - Nano KW - Surface groups KW - Safe-by-Design KW - Cell studies KW - Sensors KW - Particle Synthesis KW - Fluorescence PY - 2023 UR - https://communities.springernature.com/posts/dual-color-ph-probes-made-from-silica-and-polystyrene-nanoparticles-and-their-performance-in-cell-studies SP - 1 EP - 2 PB - Springer Nature CY - London AN - OPUS4-59150 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - López de Ipina, J.-M. A1 - Arevalillo, A. A1 - Martín, A. A1 - Caillard, B. A1 - Marcoulaki, E. A1 - Aguerre- Charol, O. A1 - van Duuren-Stuurman, B. A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan A1 - Viitanen, A.-K. A1 - Witters, H. A1 - Vercauteren, S. A1 - Persson, K. A1 - Bard, D. A1 - Evans, G. A1 - Jensen, K.A. A1 - Himly, M. A1 - Scalbi, S. A1 - Papin, A. A1 - Le Bihan, O. A1 - Kanerva, T. A1 - Tirez, K. A1 - Frijns, E. A1 - Niga, P. A1 - Eleftheriadis, K. A1 - Travlos, A. A1 - Geppert, M. A1 - Himly, M. A1 - Radnik, Jörg A1 - Kuchenbecker, Petra A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Fraboulet, I. A1 - Bressot, C. A1 - Rissler, J. A1 - Gaucher, R. A1 - Binotto, G. A1 - Krietsch, Arne A1 - Braun, A. A1 - Abenet, S. A1 - Catalan, J. A1 - Verstraelen, S. A1 - Manier, N. A1 - Manzo, S. A1 - Fransman, S. A1 - Queron, J. A1 - Charpentier, D. A1 - Taxell, D. A1 - Säämänen, A. A1 - Brignon, J.-M. A1 - Jovanovic, A. A1 - Bisson, M A1 - Neofytou, P. T1 - EC4Safenano - Catalogue of Services N2 - The publicly available document encapsulates the first version of the Catalogue of Services of the future EC4Safenano Centre (CoS 2019). The CoS 2019 is structured in 12 Service Categories and 27 Service Topics, for each of the 12 categories considered. This architecture configures a 12 x 27 matrix that allows ordering the potential EC4Safenano offer in 324 types of services/groups of services. Each type of service/group of services is described, in a simple and friendly way, by means of a specific service sheet: the EC4Safenano - Service Data Sheet (EC4-SDS). These EC4-SDSs allow structuring and summarizing the information of each service, providing the customer with a concise view of characteristics of the service and also the contact details with the service provider. The CoS 2019 deploys a map of services consisting of a set of 100 EC4-SDSs, covering 7 of the 12 Service Categories and 17 of the 27 Service Topics. The harmonization of services is visualized as a future necessary step in EC4Safenano, in order to strengthen the offer and provide added value to customers with a growing offer of harmonized services in future versions of the CoS. The information contained in this document is structured in 3 main sections, as follows: • Catalogue structure. This section describes in short the main characteristics of the CoS 2019. • Catalogue content. This section represents the core part of the document and encapsulates the set of 100 SDSs displaying the offer proposed by the CoS 2019. • Online Catalogue. This section describes the resources implemented by EC4Safenano to facilitate the on-line consultation of the CoS 2019 by customers and other interested parties. KW - Nano-safety KW - Analytical services KW - Nanomaterials KW - Catalogue of services KW - EC4SafeNano KW - European Centre PY - 2021 UR - https://ec4safenano.eu-vri.eu/Public/Guidance SP - 1 EP - 72 PB - EU-VRi – European Virtual Institute for Integrated Risk Management CY - Stuttgart, Germany AN - OPUS4-52943 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Fischer, Janina T1 - Suspensionsarray-Fluoreszenzimmunoassay zur Multiplexbestimmung von SARS-CoV-2-Antikörpern N2 - Übergeordnetes Ziel der Arbeit war die Entwicklung und Optimierung eines Suspensionsarray-Fluoreszenzimmunoassays (SAFIA) für die simultane Bestimmung verschiedener gegen SARS-CoV-2-Proteine gerichtete Antikörper mittels Multiplexdetektion in komplexen Matrices wie humanen Blutserumproben. KW - SARS-CoV-2 KW - Corona KW - COVID-19 KW - Coronavirus KW - Virus KW - Spike-Protein KW - Nucleocapsid-Protein KW - RBD KW - SAFIA KW - LFIA KW - ELISA KW - Partikel KW - Mutationen KW - Neutralisierende Antikörper KW - Durchflusszytometrie KW - ACE2 PY - 2022 SP - 1 EP - 99 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54722 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Tscheuschner, Georg A1 - Kaiser, Melanie N. A1 - Lisec, Jan A1 - Beslic, D. A1 - Muth, Thilo A1 - Krüger, M. A1 - Mages, H.-W. A1 - Dorner, B. G. A1 - Knospe, J. A1 - Schenk, J. A. A1 - Sellrie, F. A1 - Weller, Michael G. T1 - MALDI-TOF-MS-based identification of monoclonal murine anti-SARS-CoV-2 antibodies within one hour N2 - During the SARS-CoV-2 pandemic, many virus-binding monoclonal antibodies have been developed for clinical and diagnostic purposes. This underlines the importance of antibodies as universal bioanalytical reagents. However, little attention is given to the reproducibility crisis that scientific studies are still facing to date. In a recent study, not even half of all research antibodies mentioned in publications could be identified at all. This should spark more efforts in the search for practical solutions for the traceability of antibodies. For this purpose, we used thirty-five monoclonal antibodies against SARS-CoV-2 to demonstrate how sequence-independent antibody identification can be achieved by simple means applied onto the protein. First, we examined the intact and light chain masses of the antibodies relative to the reference material NIST-mAb 8671. Already half of the antibodies could be identified based solely on these two parameters. In addition, we developed two complementary peptide mass fingerprinting methods with MALDI-TOF-MS that can be performed in 45 minutes and had a combined sequence coverage of over 80%. One method is based on the partial acidic hydrolysis of the protein by 5 mM of sulfuric acid at 99 °C. Furthermore, we established a fast way for a tryptic digest without an alkylation step. We were able to show that the distinction of clones is possible simply by a brief visual comparison of the mass spectra. In this work, two clones originating from the same immunization gave the same fingerprints. Later, a hybridoma sequencing confirmed the sequence identity of these sister clones. In order to automate the spectral comparison for larger libraries of antibodies, we developed the online software ABID 2.0 (https://gets.shinyapps.io/ABID/). This open-source software determines the number of matching peptides in the fingerprint spectra. We propose that publications and other documents critically relying on monoclonal antibodies with unknown amino acid sequences should include at least one antibody fingerprint. By fingerprinting an antibody in question, its identity can be confirmed by comparison with a library spectrum at any time and context. KW - SARS-CoV-2 antibody KW - Reproducibility crisis KW - Peptide mass fingerprinting KW - Monoclonal antibody KW - Traceability KW - Antibody identification KW - Identity KW - Antibody light chain KW - MALDI-TOF-MS KW - Trypsin KW - Acidic cleavage KW - Antibody subclass KW - Database KW - Peak overlap KW - ABID KW - Sulfuric acid KW - Online software KW - Sequencing KW - Peptide coverage PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-545182 DO - https://doi.org/10.20944/preprints202203.0229.v1 SN - 2310-287X SP - 1 EP - 24 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-54518 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Tchipilov, Teodor A1 - Raysyan, Anna A1 - Weller, Michael G. T1 - Methods for the quantification of particle-bound protein – Application to reagents for lateral-flow immunoassays (LFIA) N2 - Protein immobilization for the functionalization of particles is used in various applications, including biosensors, lateral-flow immunoassays (LFIA), bead-based assays, and others. Common methods for the quantification of bound protein are measuring protein in the supernatant before and after coating and calculating the difference. This popular approach has the potential for a significant overestimation of the amount of immobilized protein since layers not directly bound to the surface (soft protein corona) are usually lost during washing and handling. Only the layer directly bound to the surface (hard corona) can be used in subsequent assays. A simplified amino acid analysis method based on acidic hydrolysis and RP-HPLC-FLD of tyrosine and phenylalanine (aromatic amino acid analysis, AAAA) is proposed to directly quantify protein bound to the surface of gold nano- and latex microparticles. The results are compared with indirect methods such as colorimetric protein assays, such as Bradford, bicinchoninic acid (BCA), as well as AAAA of the supernatant. For both particle types, these indirect quantification techniques show a protein overestimation of up to 1700% compared to the direct AAAA measurements. In addition, protein coating on latex particles was performed both passively through adsorption and covalently through EDC/sulfo-NHS chemistry. Our results showed no difference between the immobilization methodologies. This finding suggests that usual protein determination methods are no unambiguous proof of a covalent conjugation on particles or beads. KW - Soft protein corona KW - Hard protein corona KW - Gold particles KW - Nanoparticles KW - Mikroparticles KW - Antibody KW - Bioconjugation KW - Protein quantification KW - Supernatant KW - Sodium chloride method KW - Covalent conjugation KW - Latex particles KW - Lateral flow immunoassays PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-545365 DO - https://doi.org/10.20944/preprints202203.0332.v1 SP - 1 EP - 8 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-54536 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Herrmann, Stefan T1 - Charakterisierung zweier monoklonaler Antikörper zur Detektion von Sprengstoffen N2 - In 2019 over 30 000 people were killed or injured by explosions caused by explosives like TNT, PETN, HMX and RDX. Therefore, highly sensitive assays for the detection of TNT are needed. In this study we compared two commercially available TNT antibodies: A1.1.1 and EW75C with a highly optimized indirect competitive ELISA based on a BSA-TNA conjugate. As a result, a precision profile for both antibodies was determined with a LOD of 170 pmol L-1 for the clone A1.1.1 and a LOD of 3,2 nmol L-1 for the clone EW75C. The measurements showed that the clone A1.1.1 is a highly sensitive antibody for the detection of TNT while the clone EW75C does show medium performance at most. In the cross-reactivity characterization of both antibodies many substances, closely related to the structure of TNT were tested. Both antibodies showed strong cross reactivity with trinitroaniline and trinitrobenzene. For the clone A1.1.1, which is known to originate from immunization of mice with an TNP-glycine-KLH conjugate, this has to be expected. Interestingly the clone EW75C, which was not characterized yet, showed similar behavior. This suggests a TNA-conjugate as immunogen for the EW75C antibody as well. None of both antibodies showed cross-reactions to the high explosives PETN, HMX and RDX. Also, the cross-reactions of nitro musks with the antibodies were investigated. Despite their prohibition, nitro musks are still used in Asia especially and are particularly popular in India. The overall superior clone A1.1.1 showed a significant cross-reactivity to musk ambrette. For practical reasons the influence of musk ambrette on this assay when used in natural environment should be investigated. In further experiments, the highly sensitive TNT antibody A1.1.1 was digested with papain to obtain monovalent Fab-fragments. Due to its high stability against the digestion, a custom protocol for the IgG1 subclass of mice, to which the clone A1.1.1 belongs, was developed, resulting in a quantitative digestion of the intact antibody to Fab fragments. The success of the digestion was determined with MALDI-TOF-MS and SDS-PAGE. It was shown that this protocol worked for many different antibodies of IgG1 subclass as well. KW - TNT KW - Trinitrotoluol KW - Nitroaromaten KW - Nitromoschus KW - Duftstoffe KW - ELISA KW - Immunoassay KW - Antibody KW - Explosives KW - Klon A1.1.1 KW - Klon EW75C KW - Fab Fragment KW - Kreuzreaktion KW - Crossreactivity KW - Precision Profile KW - Präzisionsprofil KW - Affinity KW - Affinitätskonstante KW - IC50 PY - 2020 SP - 1 EP - 113 PB - Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin - htw CY - Berlin AN - OPUS4-54556 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Hiller, Lukas T1 - Herstellung und Charakterisierung eines rekombinanten Anti-Tetanus-Antikörpers aus verschiedenen Säugerzelllinien N2 - Antikörper sind in der medizinischen Welt nicht mehr wegzudenken. Ihr Einsatz-Repertoire als Therapeutika für die Behandlung diverser Krankheiten und Infektionen weitet sich von Jahr zu Jahr mehr aus. Dabei basiert ein Großteil der verwendeten Antikörper zu diesem Zeitpunkt auf monoklonalen Antikörpern auf Basis von Hybridomazellen. Doch hier könnten rekombinante Antikörper aufgrund ihrer Vektor-basierten Expression eine vielversprechende und womöglich sogar revolutionierende Alternative bieten. So ergeben sich neue Optimierungsoptionen für Merkmale wie Affinität, Stabilität und Kompatibilität über Anpassungen auf genetischer oder posttranslationaler Ebene. Allerdings ergibt sich kein Anwendungszweck ohne die vorhergehende detaillierte Charakterisierung der Antikörper. Denn nur mit spezifischem Wissen über die diversen Eigenschaften und Wechselwirkungen kann eine effektive und präzise Verwendung in der Diagnostik und Therapeutik gewährleistet werden und auf diese Weise Leben retten. Aus diesem Grund beschäftigt sich diese Masterarbeit mit der Vertiefung der rekombinanten Antikörper-Thematik. Dazu soll ein Anti-Tetanus-Antikörper erstmals rekombinant in verschiedenen Zelllinien hergestellt und anschließend über umfangreiche analytische Verfahren mit einem Fokus auf die Einflussanalyse der unterschiedlichen posttranslationalen Glykosylierungen charakterisiert werden. Zu diesem Zweck wurden als Grundlage einerseits zwei P1316-Dual-Expressions-Vektoren mit variierenden Insert-Positionen der schweren und leichten Kette durch Gibson-Assembly sowie individuellen pRK5-Plasmide für eine separiert Expression der Antikkörperketten mithilfe Restriktionsfragment-Ligation generiert. In einer Gegenüberstellung der der Expressionsausbeuten stellte sich die Überlegenheit der P1316-Plasmid-Konfiguration heraus, in der das Leichtketten-Insert an der ersten Expressionsstelle positioniert ist. Deshalb wurde dieser Vektor als Ausgangspunkt für die anschließende hochskalierten Herstellung des Anti-Tetanus-Antikörpers in Expi293F-GnTI- und ExpiCHO-S-Zellen verwendet. Ein ELISA bestätigte die Bindungsaktivität der rekombinanten Antikörper am Tetanus-Toxoid unabhängig vom Expressionssystem. Nach einer folgenden Optimierung der für die Aufreinigung verwendeten Protein-A-Affinitätschromatographie, wurde über weitere Charakterisierungsmethoden wie Größenausschlusschromatographie und dynamische Lichtstreuung eine vergleichbare Aggregation aufgrund der sauren Elution aufgezeigt. In diesem Kontext wurde die Notwendigkeit einer Zweistufen-Präparation mit Affinitäts- und Größenausschlusschromatografie für den Erhalt monodisperser Proben verdeutlicht. Zudem wurden die verschiedenen intakten Massen mitsamt ihrer spezifischen Glykan-abhängigen Streumaßen in Relation zum monoklonalen NISTmAB-Referenzantikörper bestimmt. Dabei konnte den Erwartungen nach sowohl die geringere Masse als auch die uniformere Glykosylierung der in Expi293 GnTI- exprimierten Immunoglobuline in Relation zum ExpiCHO-S-Antikörper nachgewiesen werden. Anschließend wurde das Stabilitätsverhalten mittels thermischer Entfaltung und dynamischer Lichtstreuung über einen ausgeweiteten Zeitraum sowie verschiedenen Temperaturen dokumentiert. Grundlegend wurde eine höhere thermische Stabilität der zweiten konstanten Schwerketten-Domäne des aus ExpiCHO-S-Zellen stammenden Antikörpers nachgewiesen. Außerdem konnte eine problemlose Lagerungsfähigkeit beider unterschiedlich glykosylierter Antikörper bei Raumtemperatur für mindestens 4 Wochen festgestellt werden. Des Weiteren wurde die Langzeitlagerung im Rahmen der Auswirkung von Gefrier-Auftau-Zyklen mit gleichbleibenden Methoden sowie zusätzlicher Größenausschlusschromatographie erprobt. Hierbei stellte sich der Erhalt der strukturellen Integrität nach bis zu 15 Zyklen heraus. Allerdings geht die Monodispersität bereits nach wenigen Zyklen verloren, wobei die geringfügiger glykosylierten Expi293F-GnTI-Anti-Tetanus-Antikörper eine stärkere Beeinträchtigung durch multiple Gefrier-Auftau-Zyklen aufwiesen. KW - Rekombinante Antikörper KW - Affinitätschromatographie KW - Größenausschlusschromatographie KW - MALDI-TOF-MS KW - Dynamische Lichtstreuung PY - 2024 SP - 1 EP - 120 CY - Berlin AN - OPUS4-59865 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Hartfiel, Reni T1 - Zweistufiges Screening von One-Bead-One-Peptide-Bibliotheken linearer & cyclischer Peptide gegen Pflanzenviren N2 - In der Masterarbeit wurde ein Screening gegen den CCMV mit einer linearen Peptidbibliothek entwickelt, wobei zwei lineare Binder identifiziert wurden. Das resynthetisierte Peptid wurde auf seine Bindungseigenschaften mittels ELISA und MST untersucht. Aufgrund eines Aminosäurefehlers in der selbst durchgeführten Resynthese des Peptids sind die Ergebnisse nicht vollständig übertragbar. Um eine umsetzbare Cyclusgröße für die Peptidbibliothek zu finden, wurden Ringgrößen mit sechs bis acht Aminosäuren untersucht. Da keiner der gewählten Ringgrößen bevorzugt war, wurde die Ringgröße aus acht Aminosäuren für die Peptidbibliothek gewählt. Der Ringschluss wurde durch die Bildung einer Disulfidbrücke erreicht. Dadurch war die Alkylierung der vorhandenen Thiolgruppe in den Abbruchsequenzen notwendig. Neben den etablierten Alkylierungsreagenzien Iodessigsäure, Iodacetamid und Acrylamid wurden zwei Epoxide mituntersucht. Hierbei konnte nur bei Acrylamid und Propylenoxid eine vollständige Alkylierung beobachtet werden. Eine synthetische Peptidbibliothek aus zehn Aminosäuren pro Kopplungsschritt und einer Peptidlänge von acht Aminosäuren wurde erfolgreich nach der Split-and-Mix-Synthese hergestellt. Neben den kanonischen Aminosäuren wurde die synthetische Aminosäure 3-(3-Pyridyl)-alanin in die Peptidbibliothek mit eingebaut. Peptidsequenzen aus der cyclische Peptidbibliothek konnte mittels MALDI-TOF-MS identifiziert werden. Es konnte außerdem gezeigt werden, dass synthetische Aminosäuren mit proteinogenen Aminosäuren erfolgreich übersetzt werden. Anschließend wurde das entwickelte Screening auf eine cyclische Peptidbibliothek übertragen. Dabei konnte kein Binder identifiziert werden, da zu viele Nebenreaktionen auftraten. Ein alternativer Ringschluss über die Seitenketten von Lysin und Cystein wurden mit ortho-Phthaldialdehyd und 2,4,6-Trichloro-1,3,5-triazin (Cyanurchlorid) untersucht. Beide Bedingungen wiesen keinen erfolgreichen Ringschluss auf. Obwohl der Ringschluss über die Seitenketten von Lysin und Cystein nicht erfolgreich war, sollte ein Austausch von Cystein angestrebt werden, so dass kein freies Cystein in den Abbruchsequenzen vorhanden ist und die Alkylierung überflüssig wäre. Der Ringschluss durch Verwendung anderer Seitenketten bietet einen vielseitigen Ansatz. KW - CCMV KW - Pflanzenvirus KW - Peptidbibliothek KW - Peptid-Aptamer KW - Alkylierung KW - Cyclisierung KW - MALDI-TOF-MS KW - Fluoreszenz KW - Chip KW - Sequenzierung KW - Peptid-Synthese PY - 2022 SP - 1 EP - 81 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54501 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Döring, Sarah T1 - Vergleichende Darstellung SARS-CoV-2-spezifischer Nanobodys aus unterschiedlichen Wirtsorganismen N2 - Aufgrund der anhaltenden COVID-19-Pandemie werden neutralisierende Therapeutika benötigt. Eine Möglichkeit zur Behandlung stellt die Verwendung monoklonaler Anti-SARS-CoV-2-Immun-globuline dar. Ihre Produktion in Säugetierzellen ist jedoch schwer skalierbar, um den weltweiten Bedarf zu decken. VHH-Antikörper, auch Nanobodys genannt, bieten hierfür eine Alternative, da sie eine hohe Temperaturstabilität aufweisen und eine kostengünstige Produktion in prokaryotischen Wirtsorganismen ermöglichen. KW - E. coli KW - Corona KW - Virus KW - Spike-Protein KW - Nanobody KW - Antikörper KW - Expression KW - Fingerprint KW - Vhh KW - RBD KW - COVID-19 KW - SARS-CoV-2 KW - ELISA KW - MST KW - Halomonas elongata KW - Periplasma KW - SDS-PAGE KW - ACE2-Rezeptor PY - 2021 SP - 1 EP - 111 PB - Technische Universität Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54624 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Atanasova, Aleksandra T1 - Herstellung und Einsatz neuartiger Trypsin-Partikel für den enzymatischen Antikörper-Verdau N2 - In dieser Arbeit wurden zwei Trypsinvarianten, der Wildtyp (wtT) und eine thermostabile Variante (tsT), rekombinant hergestellt. Die Herstellung von Proteinen in Bakterien kann zu Fehlfaltungen und Einschlusskörperchen führen, weshalb eine geeignete Faltungsstrategie notwendig ist. In dieser Arbeit konnte eine schrittweise Vorgehensweise erfolgreich angewendet werden. Nach der Ni-NTA-Aufreinigung wurde zusätzlich eine substratspezifische Benzamidin-Aufreinigung eingesetzt, um die Aktivität zu verbessern. Außerdem wurden die rekombinanten Trypsine auf Korund immobilisiert. Korund ist ein kostengünstiges Material, das nach Silanisierung und Glutaraldehyd-Kopplung für die Bindung von Proteinen geeignet gemacht wurde. Dabei konnte gezeigt werden, dass mehr wtT als tsT gebunden wurde, was sich auch in den Kopplungsdichte widerspiegelte. Die immobilisierten Enzyme wurden in Bezug auf Aktivität, Wiederverwendbarkeit, Lagerfähigkeit und Temperaturstabilität untersucht. Beide Varianten zeigten vergleichbare Leistungen, wobei tsT bei höheren Temperaturen eine etwas bessere Stabilität aufwies. Für den Antikörperverdau wurden sowohl thermische als auch chemische Denaturierungen bei verschiedenen Temperaturen ( 37 °C und 60 °C) getestet. Die Analyse mit MALDI-TOF-MS zeigte, dass gute Werte für die Sequenzabdeckung erzielt werden konnten. Besonders die chemische Denaturierung führte zu besseren Ergebnissen mit weniger Selbstverdau. Beim Vergleich mit kommerziell immobilisiertem Crude-Trypsin zeigten die rekombinanten Varianten eine höhere Spezifität und bessere Sequenzabdeckung bei gleichzeitig geringerem Selbstverdau. Die Wiederverwendbarkeit wurde durch fünf Verdauzyklen bei 37 °C überprüft. Dabei blieb die Aktivität weitgehend stabil, auch wenn die Peakintensität in den MALDI-Spektren mit jedem Zyklus abnahm. Eine eindeutige Zuordnung der Fingerprints des Antikörpers aus einer Bibliothek von über 90 Antikörpern war trotz dessen gegeben. KW - Korund KW - Immobilisierung KW - Proteomik KW - Rekombinante Proteine KW - Thermostabile Enzyme PY - 2025 SP - 1 EP - 86 CY - Berlin AN - OPUS4-64433 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -