Biochips und ihr Einsatz in der Lebensmittelanalytik - Molekularbiologische Methoden in der Lebensmittelanalytik - page 64

Pferd, Esel, Hase, Kaninchen, Huhn, Pute, Gans sowie zwei verschiedene Enten-
arten. Nach einer geeigneten Extraktion von Gesamt-DNA aus Lebensmittelproben
wird mit biotinmarkierten universellen Primern ein geeigneter Genabschnitt des
16S-rRNA-mitochondrialen Locus amplifiziert und die Tierarten werden bei der
anschließenden reversen Hybridisierung des PCR-Produktes mit spezifischen Son-
den, die kovalent an die Oberfläche des Biochips gebunden sind, differenziert. Die
Färbung erfolgt mit Streptavidin/alkalischer Phosphatase. Das Enzym katalysiert
einen blauen Farbumschlag. Die gefärbten Microarrays können mit einer speziellen
Software in einem Diascanner ausgewertet werden. Pro Tierart werden dabei auf
jedem Microarray zwei Testspots hybridisiert. Insgesamt können acht Proben auf
einem Biochip (acht Microarrays) parallel untersucht werden (Abb. 5.6 ). Die Nach-
weisgrenze der Methode wird mit <0,5 % angegeben [ 4 ].

5.3 Ausblick

Damit sich die Biochips im Bereich der Lebensmitteldiagnostik zukünftig behaup-
ten können, müssen die technischen Entwicklungen weiter standardisiert werden
und eine hohe Reproduzierbarkeit gewährleisten. Ein großer Vorteil wäre es, wenn
die einzelnen Hybridisierungs- und Waschschritte automatisiert werden könnten.
Die Weiterentwicklung von On-chip-PCR-Methoden birgt großes Potenzial.
Auf dem Gebiet der Proteinarrays schreiten die Entwicklungen rasant voran.
Für bestimmte Proteinfamilien sollten sich standardisierte Applikationen ergeben,
die reproduzierbare und valide Ergebnisse liefern. Für die Allergenanalytik gibt es
einen als In-vitro-Diagnostikum zugelassenen Biochip auf dem Markt, der über 100
Allergene nachweist (ISAC - Immuno Solid-phase Allergen Chip, www.vbc-geno-
mics.com). Ein Hauptproblem, das den diagnostischen Einsatz der Protein-Micro-
arrays noch hemmt, sind die hohen Kosten, die mit deren Produktion verbunden
sind.
Sowohl Genotypisierungs- als auch Expressions- sowie Protein-Array-Assays
haben sich bisher neben der Grundlagenforschung hauptsächlich in der medizini-
schen Forschung sowie in der Diagnostik etabliert. In der Lebensmitteldiagnostik
wird die Biochiptechnologie nur vereinzelte Nischen besetzen können.

Literatur

[1] Bilitewski, U. (2009) DNA microarrays: an introduction to the technology. Methods Mol.
Biol. 509:1-14.
[2] Busch, U., Knoll-Sauer, B., Mühlbauer, B., Zucker, R., Beck, H., Huber, I. (2003) Verwendung
von Biochips in der Lebensmittelanalytik zum Nachweis von pathogenen Mikroorganismen.
83:111-114.
[3] Call, D.R., Chandler, D.P., Brockmann, F. (2001) Fabrication of DNA microarrays using un-
modified oligonucleotide probes. Biotechniques 30(2):368-372, 374, 376.
[4] Chipron (2005): Introduction to LCD-Arrays. Introduction V.II-05.