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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Biosensor in Form eines Lateral-Flow-Teststreifens sowie ein Verfahren zum Nachweis von Keimen.
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Stand der Technik
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In verschiedenen Bereichen der menschlichen Wohnumgebung kann es zu erheblichen Keimbelastungen kommen. Insbesondere ein Schimmelbefall ist nicht selten und kann zu großen gesundheitlichen Problemen führen. Schimmelpilze und vor allem Schimmelpilzsporen sowie von Schimmelpilzen abgesonderte Giftstoffe sind als Erreger von Infektionen und chronischen Erkrankungen, beispielsweise entzündlichen Lungenerkrankungen, nicht zu unterschätzen. Weiterhin stellen Schimmelpilze und Schimmelpilzsporen potenzielle Allergene dar, die zur Auslösung von allergischen Beschwerden führen können. Ein Schimmelpilzbefall oder allgemein eine Keimbelastung kann insbesondere innerhalb von verschiedenen Haushaltsgeräten auftreten, beispielsweise in Waschmaschinen oder Kaffeemaschinen. Heutige Waschmaschinen besitzen komplexe Programme, die auch aus Energiespargründen auf hohe Temperaturen verzichten. Dauerfeuchte Stellen sowie niedrige Temperaturen beim Waschgang und Nahrungsreste bieten Keimen gute Wachstumsbedingungen, so dass es zu einem Keimbefall in beispielsweise der Wäschetrommel, in Schläuchen oder in einem Waschpulverfach kommen kann. Auch moderne Kaffeemaschinen, insbesondere Vollautomaten, sind oftmals Keimbelastungen ausgesetzt, da im Vergleich mit herkömmlichen Filterkaffeemaschinen verschiedene für eine Reinigung schwer und umständlich erreichbare Bereiche durch den komplexen Aufbau vorhanden sind. Die verschiedenen Feuchtstellen in einer modernen Kaffeemaschine (z. B. Wassertank, Schläuche, Trester, Mahlwerk) bieten für Bakterien und Schimmelpilze unter Umständen sehr gute Wachstumsbedingungen.
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Für Kaffeemaschinen und für Waschmaschinen werden bereits Reinigungsmaßnahmen vorgeschlagen, wobei mithilfe von speziellen Reinigungsmitteln (Tabs oder Reinigungslösungen) bestimmte Waschprogramme oder Reinigungsprogramme durchgeführt werden, die eine Keimbelastung reduzieren sollen. Da solche Reinigungsmaßnahmen in der Praxis jedoch möglicherweise nicht regelmäßig durchgeführt werden und eine auftretende Keimbelastung nicht bemerkt wird, kann es durch die unerkannte Keimbelastung zu gesundheitlichen Problemen beim Anwender kommen.
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Aus der internationalen Patentanmeldungsschrift
WO 2012/089417 A1 ist ein Handmessgerät zum Nachweis von verdeckten Schimmelschäden bekannt. Hiermit kann ein Schimmelbefall in Innenräumen, z. B. an Wänden, erkannt werden. Das Gerät umfasst unter anderem eine Sammeleinheit zur Aufnahme einer Innenraumprobe sowie eine immunologische Testeinheit.
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Die Offenlegungsschrift einer deutschen Patentanmeldung
DE 196 04 195 A1 offenbart ein Analyseverfahren, bei dem Antikörper oder Antigene aus der Raumluft angesaugt werden und anschließend mit einer Immunreaktion nachgewiesen werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Biosensor zum immunologischen Nachweis von Keimen, wobei der Biosensor erfindungsgemäß als Lateral-Flow-Teststreifen mit Keim-spezifischen Antikörpern ausgestaltet ist. Die Mobilitätseigenschaften der Antikörper ändern sich, wenn die Antikörper mit dem nachzuweisenden Keim komplexieren. Diese Änderung der Mobilitätseigenschaften werden erfindungsgemäß genutzt, um mit dem Lateral-Flow-Teststreifen in besonders einfacher und anwenderfreundlicher Weise Keime nachweisen zu können.
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Bevorzugte Ausgestaltungen des Biosensors sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der auf einem immunologischen Nachweis basierende, erfindungsgemäße Biosensor ist sehr sensitiv, so dass auch Keime, die unter Umständen in verhältnismäßig geringer Konzentration auftreten, nachgewiesen werden können. Des Weiteren ist die Selektivität durch den Einsatz von hochspezifischen Antikörpern sehr hoch. Dadurch kann mithilfe des erfindungsgemäßen Biosensors ein unter Umständen erst beginnender Keimbefall schon in einem frühen Stadium erkannt werden, so dass entsprechende Maßnahmen, beispielsweise die Reinigung eines keimbelasteten Haushaltgerätes, vorgenommen werden können, bevor es zu einer gesundheitsrelevanten erheblichen Keimbelastung kommt.
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Erfindungsgemäß ist der Biosensor in Form eines Lateral-Flow-Teststreifens ausgestaltet. Unter einem Lateral-Flow-Test ist ein Nachweisverfahren zu verstehen, das auf einer Kombination einer Dünnschichtchromatographie und einer Immunfärbung beruht. Hierbei wandert die Probe, gegebenenfalls zusammen mit gebundenen Antikörpern, über die Länge des Teststreifens aufgrund von Kapillarkräften (Dünnschichtchromatographie). Da sich die Mobilitätseigenschaften der Antikörper erfindungsgemäß ändern, wenn die Antikörper mit dem nachzuweisenden Keim komplexieren, kann aufgrund dieser von der Gegenwart der nachzuweisenden Keime abhängigen Mobilitätseigenschaften der Nachweis geführt werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Lateral-Flow-Teststreifen ist an die Keim-spezifischen Antikörper wenigstens ein Nachweisreagenz gebunden. Vorzugsweise ist das Nachweisreagenz direkt oder unmittelbar an die Keim-spezifischen Antikörper gebunden. Die Nachweisreagenzien können zum Beispiel kovalent über Aminosäuregruppen immobilisiert (gekoppelt) werden. So kann zum Beispiel über COOH/NH2 gekoppelt werden. Weiterhin eignen sich andere reaktive Gruppen des Antikörpers, z.B. Cysteine/SH-Gruppen, bei Verwendung von Linkersystemen zur chemischen Bindung mit den Nachweisreagenzien.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem Nachweisreagenz um Metall-Partikel oder Farbstoffmoleküle. Hierdurch kann in sehr anwenderfreundlicher Weise ein optisches Auslesesystem realisiert werden, wobei anhand einer Farbreaktion, die beispielsweise mit bloßem Auge auswertbar ist, erkannt werden kann, ob eine Keimbelastung vorliegt oder nicht. Insbesondere ein quantitativer Nachweis ist im Allgemeinen mit dem Auge nur ungenau oder gar nicht darstellbar. Für eine optische Auslesung oder Auswertung können daher in anderen Ausgestaltungen auch optische Geräte eingesetzt werden, z.B. Kameras, die insbesondere auch eine quantitative oder semiquantitative Bewertung anhand einer Messung von Farbabstufungen oder Intensitätsabstufungen erlauben. Die Auswertung kann Software-gestützt erfolgen, wobei beispielsweise ein Vergleich mit z.B. hinterlegten Referenzwerten (Kalibrationssoftware) vorgenommen werden kann. In bevorzugten Ausgestaltungen kann z.B. die Kamera eines Mobiltelefons als optisches Gerät eingesetzt werden.
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In bevorzugten Ausgestaltungen des Biosensors ist der Biosensor zum Nachweis von Schimmelpilzen und/oder Schimmelpilzsporen und/oder Bakterien vorgesehen. Diese genannten Keime sind an erster Stelle für eine mögliche Keimbelastung von Haushaltsgeräten relevant. Ein bakterieller Befall oder ein Schimmelpilzbefall oder ein Befall mit Schimmelpilzsporen kommt vor allem an dauerfeuchten Stellen in Haushaltsgeräten vor, beispielsweise in Wassertanks oder Schläuche, oder an Stellen, an denen feuchtes Material längere Zeit lagert, beispielsweise in einem Tresterbehälter. Durch Auswahl von entsprechenden Keim-spezifischen Antikörpern für den erfindungsgemäßen Biosensor kann der Biosensor auf den Nachweis eines bestimmten Keims ausgerichtet werden. Je nach Gerät und Anwendungsfall wird dabei vorzugsweise vorab ermittelt, welcher Keim hauptsächlich für eine Belastung verantwortlich sein könnte. Dies kann beispielsweise für Kaffeemaschinen an unterschiedlichen Stellen unterschiedlich sein (z.B. Tank-Bakterien, Mahlwerk-Schimmel). Viele geeignete Antikörper liegen kommerziell vor. Ein monoklonaler Antikörper kann gegenüber polyklonalen Antikörpern bevorzugt sein, da im Allgemeinen die Selektivität eines monoklonalen Antikörpers größer ist. Andererseits können auch polyklonale Antikörper insbesondere im Hinblick auf die Kosten mit Vorteil eingesetzt werden.
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In besonders bevorzugter Weise sind die Keim-spezifischen Antikörper gegen Oberflächenmoleküle des nachzuweisenden Keims gerichtet. Der Antikörper kann sich dabei vorzugsweise gegen ein Epitop auf der Oberfläche der Keime richten. Dies hat den Vorteil, dass keinerlei weitere Probenaufbereitung, z. B. kein Aufbruch von Zellen oder Ähnliches, erfolgen muss. Die Keim-spezifischen Antikörper können direkt an die nachzuweisenden Keime binden, so dass der immunologische Nachweis in sehr einfacher Weise erfolgen kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Biosensors werden Antikörper verwendet, die gegen β-Glucane von Schimmelpilzsporen gerichtet sind. Es sind jedoch auch andere oberflächenständige Antigene als Epitope für einen Antikörper, der erfindungsgemäß eingesetzt werden kann, geeignet. Durch entsprechende Wahl von geeigneten Antikörpern und einem geeigneten Nachweissystem wird demnach der Biosensor auf die Erkennung bestimmter Keime ausgerichtet. Es können also beispielsweise Teststreifen, die für die Erkennung von Schimmelpilzen eingerichtet sind, und Teststreifen, die für die Erkennung von bestimmten Bakterien eingerichtet sind, bereitgestellt werden. Weiterhin können auch mehrere verschiedene Teststreifen parallel oder nacheinander zum Nachweis von bestimmten Keimen eingesetzt werden. Weiterhin kann auch der Teststreifen selbst so ausgestaltet sein, dass er für den parallelen Nachweis von verschiedenen Keimen eingerichtet ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Biosensors ist der Lateral-Flow-Teststreifen als Einwegartikel konzipiert. Im Anschluss an die Verwendung des Biosensors und der Keimbelastungsüberprüfung kann der Teststreifen dann entsorgt werden, wobei die auf dem Teststreifen gesammelten und analysierten Keime zusammen mit dem Teststreifen direkt über den Hausmüll entsorgt werden können. Die auf dem Teststreifen akkumulierten Keime stellen dabei in der Regel kein Gefahrgut dar. Wenn der Lateral-Flow-Teststreifen als Einwegartikel ausgestaltet ist, hat es den weiteren besonderen Vorteil, dass ein solcher Artikel im Allgemeinen sehr kostengünstig herstellbar ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des Biosensors umfasst der Lateral-Flow-Teststreifen ein Probeaufnahme-Pad und/oder eine Kapillare und/oder wenigstens ein Nachweisfeld. Das Probenaufnahme-Pad, das der Probensammlung und auch der Konjugation mit den Assay-Komponenten (Antikörpern) dient, wird vorzugsweise in Bezug auf die Porengröße und die Bindungseigenschaften an die Probe angepasst. Das Probenaufnahme-Pad kann beispielsweise aus Nitrocellulose gebildet sein und beispielsweise in Form einer Membran realisiert sein. Weiterhin eignet sich z.B. Cellulose oder Glasfaser. Der Teststreifen selbst kann beispielsweise auf einem Streifen aus Kunststoff als Träger basieren. Mit dem Ausdruck "Kapillare" ist ein Bereich des Teststreifens gemeint, der aufgrund von Kapillarkräften von Flüssigkeiten durchwandert werden kann. Im Allgemeinen eignen sich hierfür flüssigkeitsdurchlässige Materialien, beispielsweise Nitrocellulose, Polyvinylidenfluoride, (ladungsmodifiziertes) Nylon oder Polyethersulfone. Weiterhin umfasst der Lateral-Flow-Teststreifen vorzugsweise ein Kontrollfeld, so dass der Anwender beispielsweise durch unmittelbaren Vergleich des Kontrollfeldes mit dem Nachweisfeld überprüfen kann, ob ein positives oder ein negatives Testergebnis vorliegt. Die Keim-spezifischen Antikörper können beispielsweise in getrockneter Form auf dem Teststreifen vorgelegt sein oder aus einer separaten Lösung zugesetzt werden. Die Kapillare ist so ausgestaltet, dass nach einer Komplexbildung des Antikörpers mit dem gegebenenfalls vorhandenen Keim die dünnschichtchromatographische Auftrennung erfolgen kann. Weiterhin kann der Teststreifen ein oder mehrere Puffer, beispielsweise Aufnahmepuffer und/oder Nachweispuffer und/oder Laufpuffer, enthalten. Alternativ kann dem Lateral-Flow-Teststreifen eine Pufferkartusche zugeordnet sein, aus der ein gegebenenfalls erforderlicher Puffer freigesetzt wird. In dieser Ausgestaltung des Teststreifens wird die Probe auf das Probenaufnahme-Pad in flüssiger oder fester Form aufgegeben. Anschließend wird ein erforderlicher Puffer, beispielsweise ein Laufpuffer, aus der Pufferkartusche freigesetzt und beispielsweise in dem Bereich des Probenaufnahme-Pads aufgetragen, so dass die Probe durch Kapillarkräfte transportiert werden kann. Wenn die Probe in flüssiger Form aufgetragen wird (beispielsweise eine Wasserprobe aus einem Wassertank), kann es auch ausreichend sein, dass die dünnschichtchromatographische Auftrennung der Probe nur mithilfe der Flüssigkeit aus der Probe erfolgt. In diesem Fall ist ein separater Laufpuffer nicht erforderlich.
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Wird eine Probe in trockener Form (z.B. Kaffeereste aus dem Mahlwerk) untersucht, so ist eine manuelle oder automatische Zugabe von Puffer erforderlich. Beispielsweise kann ein in einer Pufferkartusche vorgelagerter Puffer manuell oder automatisch freigesetzt werden und direkt oder über einen Kanal, beispielsweise mittels Kapillarkräften, auf das Probenaufnahme-Pad aufgebracht werden. Die Pufferkartusche (beispielsweise ein Kunststoffbehältnis) kann z.B. so ausgestaltet sein, dass der Puffer durch Knicken freigesetzt wird.
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Je nach Antikörper und Nachweissystem kann es erforderlich sein, für die Keimanalyse einen vollständigen oder partiellen Zellaufschluss (Aufbruch der Keime) durchzuführen. In diesem Fall wird ein Zellaufschlussreagenz, z.B. ein Detergenz, vorzugsweise über eine Pufferlösung auf das Probenaufnahme-Pad aufgetragen, sodass auch unter Umständen bei einer flüssigen Probe ein Pufferauftrag erfolgen kann.
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Durch die dünnschichtchromatographische Auftrennung erreichen die Antikörper, gegebenenfalls zusammen mit den nachzuweisenden Keimen in Komplexform, das Nachweisfeld und/oder ein Kontrollfeld des Lateral-Flow-Teststreifens. Das Testergebnis ist vorzugsweise durch eine farbige Reaktion bzw. einen Farbumschlag für den Anwender sichtbar. Farbige Auslesesysteme sind hierfür besonders bevorzugt, so dass es keiner weiteren Hilfsmittel für die Auswertung des Teststreifens bedarf. In anderen Ausgestaltungen können optische Geräte, z.B. die Kamera eines Mobiltelefons oder anderes, für die Auswertung herangezogen werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der erfindungsgemäße Biosensor für einen immunologischen Nachweis von Keimen in einem Haushaltsgerät eingerichtet bzw. vorgesehen, beispielsweise für den Nachweis von Keimen in einer Waschmaschine oder in einer Kaffeemaschine. Insbesondere bei derartigen Geräten, die im Allgemeinen dauerhaft feuchte Stellen aufweisen, kann es sehr schnell zu schädlichen Keimbelastungen kommen. Mithilfe des erfindungsgemäßen Biosensors können solche Keimbelastungen schnell und einfach von einem Anwender nachgewiesen werden, ohne dass hierfür besondere Kenntnisse oder Fähigkeiten erforderlich wären. Der erfindungsgemäße Biosensor erlaubt damit dem Nutzer eine selbstständige Überprüfung potentiell befallener Stellen, beispielsweise in einer Waschmaschine oder einer Kaffeemaschine. Der Nutzer erhält dabei nach der Durchführung des Tests ein qualitatives oder ein semiquantitatives oder gegebenenfalls quantitatives Ergebnis, so dass bei einem positiven Testergebnis gegebenenfalls geeignete Reinigungsmaßnahmen ergriffen werden können.
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Die Form und Ausgestaltung des Biosensors bzw. des Lateral-Flow-Teststreifens kann dabei an die vorgesehene Probenentnahmestelle im Haushaltsgerät angepasst sein. Im einfachsten Fall kann der Lateral-Flow-Teststreifen in einer üblichen Stäbchenform ausgestaltet sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass insbesondere zum Erreichen von weniger gut zugänglichen Stellen, beispielsweise in einer Waschmaschine oder in einer Kaffeemaschine, der Teststreifen entsprechend angepasst ist, beispielsweise durch eine Stielverlängerung oder Ähnliches, so dass der Teststreifen beispielsweise in einen Schlauch oder Ähnliches eingeführt werden kann. Weiterhin können auch Probenentnahmestäbchen oder Vergleichbares vorgesehen sein, mit deren Hilfe beispielsweise eine Abstrichprobe im Gerät entnommen wird, die anschließend auf den Teststreifen aufgetragen wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines Biosensors in Form eines Lateral-Flow-Teststreifens zum immunologischen Nachweis von Keimen in einem Haushaltsgerät, insbesondere in einer Waschmaschine oder in einer Kaffeemaschine. Bezüglich weiterer Merkmale des Lateral-Flow-Teststreifens und auch insbesondere bezüglich der Verwendung zum Nachweis von Keimen in einem Haushaltsgerät wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
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Schließlich umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Nachweis von Keimen in einem Haushaltsgerät, insbesondere in einer Waschmaschine oder in einer Kaffeemaschine. Dieses Verfahren umfasst zunächst die Bereitstellung eines Biosensors in Form eines Lateral-Flow-Teststreifens in der oben beschriebenen Ausgestaltung. Aus dem Haushaltsgerät wird eine flüssige Probe oder eine Abstrichprobe entnommen und mit dem Lateral-Flow-Teststreifen kontaktiert. Alternativ kann der Lateral-Flow-Teststreifen beispielsweise auch direkt in eine Flüssigkeit, beispielsweise in einen Wasserbehälter, des Haushaltsgerätes, eingetaucht werden. Anschließend erfolgt die Durchführung des Lateral-Flow-Tests und der Nachweis der gegebenenfalls in der Probe vorhandenen Keime gemäß dem oben beschriebenen immunologischen Testprinzip auf der Basis von Kapillarkräften. Für den Nachweis werden die Mobilitätseigenschaften der Keim-spezifischen Antikörper des Teststreifens genutzt, die sich in Abhängigkeit von einer Komplexierung mit dem nachzuweisenden Keim ändern. Schließlich erfolgt eine Auslesung des Lateral-Flow-Teststreifens. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung erfolgt hierbei eine optische Auslesung durch den Anwender, wobei vorzugsweise für den Teststreifen ein farbiges Nachweissystem vorgesehen ist.
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Der erfindungsgemäße Biosensor stellt eine einheitlich und gleichzeitig einfache technische Plattform in Form des Lateral-Flow-Teststreifens bereit, die durch den Einsatz unterschiedlicher immunologischer Nachweisreagenzien und insbesondere durch Einsatz Keim-spezifischer Antikörper als Nachweisverfahren für unterschiedliche Keime ausgelegt werden kann. Durch die Ausgestaltung als Lateral-Flow-Teststreifen, der vorzugsweise als Einwegartikel konzipiert ist, ist eine sehr kostengünstige und alltagstaugliche Ausführung möglich.
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Neben den oben beschriebenen Anwendungsfällen für Einwegsensoren im manuellen Testverfahren kann durch Erweiterung der Geräte um eine Probenahmestelle bzw. eine einsteckbare Kartusche eine automatisierbare Testung realisiert werden. Beispielsweise kann das Mahlwerk einer Kaffeemaschine so eingerichtet werden, dass z.B. in regelmäßigen Abständen in automatisierter Weise eine Probe entnommen und auf einen Teststreifen zur Keimanalyse aufgetragen wird. Auch die Auswertung und Bewertung des Teststreifens kann gegebenenfalls automatisch durchgeführt und das Ergebnis beispielsweise auf einem Display angezeigt werden, sodass erforderliche und geeignete Reinigungsmaßnahmen oder ähnliches durchgeführt werden können.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines Lateral-Flow-Teststreifens als erfindungsgemäßer Biosensor; und
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2 schematische Darstellungen (A, B, C) eines Teststreifens zur Illustrierung der Auswertung des Teststreifens.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt einen Biosensor in Form eines Lateral-Flow-Teststreifens 10 in schematischer Ansicht. Der Teststreifen 10 ist zum immunologischen Nachweis von Keimen 50 vorgesehen, wobei je nach nachzuweisendem Keim Keim-spezifische Antikörper 40 vorhanden sind. An jeden Antikörper 40 ist jeweils ein Nachweisreagenz 41 vorzugsweise direkt gebunden, wobei es sich bei den Nachweisreagenzien 41 beispielsweise um Metall-Partikel oder Farbstoffmoleküle handelt. Mit besonderem Vorteil kann der Lateral-Flow-Teststreifen 10 zum Nachweis von Keimen, insbesondere von Schimmelpilzen, Schimmelpilzsporen oder Bakterien, in Haushaltsgeräten eingesetzt werden, beispielsweise in Waschmaschinen oder in Kaffeemaschinen. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Biosensor allgemein zum Überprüfen einer Keimbelastung bei allen Geräten oder Vorrichtungen eingesetzt werden, die beispielsweise dauerfeuchte Stellen oder andere keimgefährdete Stellen aufweisen. Weiterhin kann der erfindungsgemäße Biosensor im Prinzip auch allgemein für eine Keimüberprüfung in einer flüssigen oder festen Probe eingesetzt werden.
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Der Teststreifen 10 umfasst ein Probenaufnahme-Pad 11, eine Kapillare 12 sowie eine Nachweisfeld 13 und ein Kontrollfeld 14. Der Keim-spezifische Antikörper 40 zusammen mit dem daran gebundenen Nachweisreagenz 41 kann beispielsweise in getrockneter Form im Bereich des Probenaufnahme-Pads 11 bereitgestellt werden. In anderen Ausgestaltungen kann der Antikörper 40 zusammen mit einem Puffer, der vor oder nach dem Probenauftrag auf den Teststreifen 10, beispielsweise im Bereich des Probenaufnahme-Pads 11, aufgegeben wird, auf den Teststreifen übertragen werden.
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Zur Durchführung des Tests auf Keimbefall wird von dem Anwender zunächst eine Probe, beispielsweise aus einer Waschmaschine (z. B. aus der Trommel oder einem Waschpulverfach) oder aus einer Kaffeemaschine, beispielsweise aus dem Wassertank, dem Trester oder aus dem Bereich des Mahlwerks oder der Brühgruppe, entnommen. Hierbei kann es sich um eine flüssige Probe oder um eine Abstrichprobe handeln. Zur Erleichterung der Entnahme einer Abstrichprobe kann beispielsweise ein Abstrichstäbchen verwendet werden. Die Probe wird anschließend auf das Probenaufnahme-Pad 11 aufgetragen. Im Fall von flüssigen Proben kann es alternativ vorgesehen sein, dass der Teststreifen 10 mit dem Bereich des Probenaufnahme-Pads 11 direkt in die flüssige Probe eingetaucht wird. Um dieses Eintauchen zu erleichtern, insbesondere im Hinblick auf schwer zugängliche Stellen, kann beispielsweise der Teststreifen 10 eine Verlängerung in Form eines angefügten Stäbchens oder Ähnliches aufweisen. Insbesondere im Fall von Abstrichproben kann es erforderlich sein, weiterhin einen Laufpuffer im Bereich des Probenaufnahme-Pads 11 aufzutragen. Hierfür kann eine Pufferkartusche 30 vorgesehen sein, aus der der Puffer bei Bedarf manuell oder gegebenenfalls in automatisierter Form freigesetzt wird. Im Fall von flüssigen Proben ist ein Pufferauftrag im Allgemeinen nicht zwingend erforderlich. Im Bereich des Probenaufnahme-Pads 11 gelangen die gegebenenfalls vorhandenen Keime 50 (z. B. Schimmelpilzsporen) mit den Antikörpern 40 in Kontakt. Die Keime 50 binden spezifisch an die Antikörper 40 (Antigen-Antikörper-Bindung), so dass Komplexe ausgebildet werden. Diese Komplexe haben gegenüber den freien Antikörpern 40 veränderte Laufeigenschaften, wodurch es zu einer Auftrennung in der Kapillare 12 kommt. Der freie Antikörper 40 läuft gewissermaßen weiter oder schneller als der Komplex aus Antikörper 40 und Keim 50. Der freie Antikörper 40 erreicht dabei das weiter entfernt liegende Kontrollfeld 14. Der Komplex aus Antikörper 40 und Schimmelpilzspore 50 erreicht "nur" das Nachweisfeld 13. Dieses Laufverhalten wird durch eine Farbreaktion, ausgelöst durch das Nachweisreagenz 41, in den jeweiligen Feldern 13 bzw. 14 sichtbar. Bei der Verwendung von Metall-Partikeln als Nachweisreagenz 41 kann beispielsweise eine Verfärbung infolge der Metall-Partikel in dem Nachweisfeld 13 und/oder in dem Kontrollfeld 14 erfolgen. Wenn beispielsweise Farbstoffe als Nachweisreagenz 41 verwendet werden, kann eine direkte oder indirekte Farbreaktion in dem Nachweisfeld 13 und/oder in dem Kontrollfeld 14 erfolgen, die durch einfache optische Begutachtung des Teststreifens 10 ausgewertet werden kann. Je nachdem, in welchem Feld bzw. in welchen Feldern die Farbreaktion erkennbar ist, ist es für den Anwender ablesbar, ob der Keim in der Probe war oder nicht. Hierbei erhält der Anwender einen qualitativen Nachweis oder ein semiquantitatives oder quantitatives Ergebnis, wobei die Ausstattung des Teststreifens 10 und insbesondere die Konzentration der Reagenzien, insbesondere der Antikörper 40, vorzugsweise so ausgelegt ist, dass ein Schwellenwert für eine problematische Konzentration des nachzuweisenden Keims berücksichtigt wird. Gegebenenfalls kann ein optisches Gerät, beispielsweise eine Kamera, für die Auswertung verwendet werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Antikörper direkt oder unmittelbar an einen Farbstoff oder an Metall-Partikel gebunden, so dass das Vorhandensein des Antikörpers in dem jeweiligen Auslesefeld (Nachweisfeld und/oder Kontrollfeld) direkt als Farbreaktion erkennbar ist. In anderen Ausgestaltungen ist es gleichfalls möglich, dass eine Farbreaktion erst im Zusammenspiel mit weiteren Nachweisreagenzien stattfindet, beispielsweise durch an sich bekannte enzymatische Nachweisreaktionen. In diesem Fall müssen in den Teststreifen entsprechende Nachweisreagenzien, insbesondere im Bereich des Nachweisfeldes und gegebenenfalls des Kontrollfeldes, integriert sein. Weiterhin ist beispielsweise die Verwendung von Fluoreszenzfarbstoffen oder Vergleichbarem möglich.
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Das Kontrollfeld 14 ist insbesondere so ausgestaltet, dass bei korrekter Anwendung des Teststreifens 10 in jedem Fall ein Reaktion in dem Kontrollfeld nachweisbar ist, wobei in dem Kontrollfeld beispielsweise in der oben beschriebenen Weise eine Farbreaktion sichtbar wird, die durch freie Antikörper mit daran gebundenem Nachweisreagenz ausgelöst wird, die im Überschuss auf dem Teststreifen vorhanden sind.
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2 zeigt anhand der Darstellungen A, B und C eines erfindungsgemäßen Teststreifens 200 die möglichen Ergebnisse bei der Durchführung eines Keimbelastungstests. Je nach Position und Anzahl der strichförmigen Farbreaktionen im Bereich 210, 220, 230 kann das Ergebnis ausgelesen werden. Im Fall A ist ein einzelner farbiger Strich in dem Bereich 210 zu erkennen, der im Kontrollfeld des Teststreifens 200 erscheint. Das Kontrollfeld liegt am weitesten entfernt vom Probenaufnahme-Pad (hier nicht näher dargestellt). In diesem Fall konnte der entsprechende Keim nicht nachgewiesen werden (Ergebnis negativ). Im Fall B sind im Bereich 220 sowohl im Kontrollfeld als auch im Nachweisfeld, das näher an dem nicht dargestellten Probenaufnahme-Pad liegt, jeweils ein farbiger Strich zu erkennen. Das Testergebnis ist in diesem Fall positiv, der Keim konnte also nachgewiesen werden. Im Fall C ist im Bereich 230 nur ein farbiger Strich im Nachweisfeld zu erkennen. Dieses Ergebnis ist ungültig, da kein Strich im Kontrollfeld erschienen ist.
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Mit einem solchen erfindungsgemäßen Biosensor in Form eines Lateral-Flow-Teststreifens kann ein Anwender ohne weiteres selbstständig überprüfen, ob beispielsweise in einer Waschmaschine oder einer Kaffeemaschine eine Keimbelastung vorliegt.
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Vor einer turnusmäßig durchzuführenden Reinigungsmaßnahme kann der Anwender beispielsweise prüfen, ob tatsächlich eine Keimbelastung vorliegt und eine Reinigung erforderlich ist. Auf diese Weise kann beispielsweise die Durchführung von Reinigungsmaßnahmen, die oftmals mit der Verwendung von aggressiven Reinigungssubstanzen verbunden ist, auf ein tatsächlich erforderliches Maß eingeschränkt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2012/089417 A1 [0004]
- DE 19604195 A1 [0005]
