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Mit dem Testsystem zur Probe
(2021)
Remote sensing of hazardous substances is a key task that can be achieved with the help of remotely operated platforms equipped with specific sensors. A huge variety of methods and used vehicles have been developed for different purposes in recent years. The term smart dust refers to a science fiction novel and develop shortly after into a research proposal at UC Berkley funded by DARPA. Subsequently, the topic gained attraction but was overall considered as to complex for the technologies available at that time. In the launched passive smart dust project, we shift to a simple “chemical intelligent” passive sensor particle on the ground combined a read-out active sensor attached to an Unmanned Aerial Vehicle (UAV). The reactive particle surface can be preadjusted in the lab for exact desired properties regarding certain reactions to hazardous substances.
Moreover, the aimed interaction with the active sensor can be modified. Planed applications allow for different materials e.g., for short time measurement, being ecologically degradable, or weather stable for long time monitoring.
Zusammenfassung Selektivität
1. Widersprüchliche Definitionen in unterschiedlichen Bereichen
2. Analytische Definition (pragmatisch): Selektivität ist die Fähigkeit einer Methode zur Unterscheidung aller interessierender Stoffe in der Probe.
3. Tests: Blindwerte, Leerwerte, Blank Values; Peakform
4. Wichtige Einflussgrößen: Trennleistung, Auflösung, Peakkapazität, Trennkapazität
5. Verbesserung durch: Kopplungsverfahren, Änderung der chromatographischen „Selektivität“, Orthogonalität
6. Wichtig ist auch die Komplexität der Probe(n)
7. Selektivität in der Immunchemie/Biochemie wird oft als Kreuzreaktion gemessen.
Zusammenfassung Robustheit
1. Sehr individuelle Kriterien – sinnvolle Auswahl notwendig!
2. Wichtige Testphasen:
a)Änderung von Methodenparametern
b)Stabilität über die Zeit
c)Überführung in die Routine
3. Ringversuche bzw. Laborvergleichsmessungen
4. Wichtigstes Vergleichskriterium: Relative Verfahrensstandardabweichung
5. Extratipp: Maximale Diversität der Testproben sicherstellen (besonders bezüglich der Matrix)
Nicht zuletzt bedingt durch den Pferdefleischskandal im Jahr 2013 wurden in Deutschland die Aktivitäten bei der Methodenstandardisierung im Bereich der Tierarten-Differenzierung in den vergangenen Jahren intensiviert. Wenn auch positive Befunde bei dem Nachweis von Bestandteilen aus Pferd in Lebensmitteln wie Lasagne derzeit so gut wie nicht mehr anzutreffen sind, so hat die Tierartendifferenzierung insgesamt beim Nachweis von Verfälschungen in Lebensmitteln einen hohen Stellenwert.
Diese Arbeit fasst daher den aktuellen Stand der Analytik in Deutschland mit Schwerpunkt bei der Standardisierung zusammen. Sie wurde erstellt durch die Arbeitsgruppe „Biochemische und molekularbiologische Analytik“ der Lebensmittelchemischen Gesellschaft mit Unterstützung von Experten der Arbeitsgruppe „Molekularbiologische Methoden zur Pflanzen- und Tierartendifferenzierung“ (§ 64 LFGB) sowie der ALTS-Arbeitsgruppe „Immunologie und Molekularbiologie“ (jeweils D).
Vor dem Hintergrund der einzigartigen Modularität, hohen Empfindlichkeit und Selektivität von Antikörper‐gesteuerten Indikatorfreisetzungssystemen (gAID‐Systemen) wurde hier ein Multiplex‐Assay für drei organische Explosivstoffmoleküle (TATP, TNT, PETN) entwickelt, der es erlaubt, die Analyten gleichzeitig in flüssiger Phase mit einem einzelnen Teststreifen und einem Fluoreszenzlesegerät bzw. Smartphone als Detektor in Konzentrationen bis in den unteren ppb‐Bereich in <5 min nachzuweisen. Alle drei Systeme, darunter die hier neu entwickelten Systeme für TNT und PETN, tolerieren zudem nicht nur gepufferte wässrige Modelllösungen, sondern auch komplexere Matrices. Neben einem konventionellen Teststreifen mit einem Kanal erlaubte uns die Anwendung von Wachsdrucktechnologie das Herstellen von mehrkanaligen Streifen mit vergleichbarer analytischer Leistungsfähigkeit, was das enorme Potenzial der modular aufgebauten, hybriden Biosensormaterialien im Hinblick auf eine für den Endanwender maßgeschneiderte Vor‐Ort‐Analytik unterstreicht.