Analytische Chemie
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Organisationseinheit der BAM
Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer Methode zur Hochdurchsatzanalyse von partikelgebundenen Split-and-Mix-Peptidbibliotheken. Dabei wurde ein System entwickelt, das Partikelbibliotheken in kurzer Zeit auf ihre Bindung zu einem Zielmolekül hin untersucht und im nächsten Schritt eine direkte „Ein-Partikel“-Sequenzierung der Peptide von der festen Phase ermöglicht. Die Analyse der Bindung eines Zielmoleküls an ein selektiv bindendes Peptid wurde dabei in einem Modellsystem simuliert. Dazu wurde FITC-markiertes Neutravidin 3 mit festphasengebundenen biotinylierten und nicht-biotinylierten Peptiden inkubiert. Die Bindung von Neutravidin-FITC an die biotinylierten Peptide konnte erfolgreich mittels eines Fluoreszenzmikroskops nachgewiesen werden, wobei diese Methode für eine Hochdurchsatzanalyse ungeeignet war. So wurde die Analyse des Fluoreszenzassays auf einen Microarrayscanner übertragen (siehe Abbildung 33). Dies gelang erfolgreich wobei die hohe Eigenfluoreszenz des Tentagel-Harzes zu falsch positiven Ergebnissen führte. Mit einem Wechsel zum längerwelligen Fluoreszenzfarbstoff ATTO-633 konnten falsch positive Ergebnisse vermieden werden. Somit wurde die zeitintensive Fluoreszenzanalyse von einem Fluoreszenzmikroskop erfolgreich auf einen Microarrayscanner übertragen, welcher in kurzer Zeit (ca. 5 min pro Objektträger) eine Vielzahl an peptidbeladenen Partikeln gleichzeitig analysieren kann.
Here, we summerize our efforts concerning new design concepts and examples for fluorescence standards that can provide traceability to radiometric units and present a first step towards a toolbox of fluorescence standards, currently consisting of:
i) A first set of liquid fluorescence standards enables the determination of a broad variety of fluorescence parameters was developed and certified by BAM and is distributed by Sigma-Aldrich.
ii) Ready-to-use, glass-based fluorescence standards for instrument performance validation (IPV) and determination instrument-to-instrument variations can also be used as wavelength standard for fluorescence instruments with low requirements on spectral resolution and allow monitoring of temporal changes of the wavelength-dependent spectral responsivity.
iii) Novel calibration tools and validation concepts for microarray-based platforms used in molecular diagnostics and food safety control.
iv) We currently develop reference materials, which can be used as reliable quantum yield standards for relative methods for the determination of QY and can be valuable in the evaluation of the performance and sources of uncertainty of absolute, standard-free methods using e.g. integrating spheres.
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).
The primary screening of hybridoma cells is a time-critical and laborious step during the development of monoclonal antibodies. Often, critical errors occur in this phase, which supports the notion that the generation of monoclonal antibodies with hybridoma technology is difficult to control and hence, a risky venture. We think that it is crucial to improve the screening process to eliminate most of the critical deficits of the conventional approach. With this new microarray-based procedure, several advances could be achieved: Selectivity for excellent binders, high-throughput, reproducible signals, avoidance of misleading avidity (multivalency) effects, and performance of simultaneous competition experiments. The latter can also be used to select clones of desired cross-reactivity properties. In this paper, a model system with two excellent clones against carbamazepine, two weak clones, and blank supernatant containing fetal bovine serum was designed to examine the effectiveness of the new system. The excellent clones could be detected largely independent of the immunoglobulin G (IgG) concentration, which is usually unknown during the clone screening since the determination and subsequent adjustment of the antibody concentration are not feasible in most cases. Furthermore, in this approach, the enrichment, isolation, and purification of IgG for characterization is not necessary. Raw cell culture supernatant can be used directly, even when fetal calf serum (FCS) or other complex media is used. In addition, an improved method for the oriented antibody-immobilization on epoxy-silanized slides is presented. Based on the results of this model system with simulated hybridoma supernatants, we conclude that this approach should be preferable to most other protocols leading to many false positives, causing expensive and lengthy elimination steps to weed out the poor clones.