DE19944128A1 - Verfahren zum Markieren eines Tiers sowie davon stammenden Produkten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Markieren eines Tiers sowie davon stammenden Produkten, wobei in den Körper des Tiers ein Transponder 12 eingebracht und dem Tier mindestens eine eine Immunreaktion auslösende Substanz 16 appliziert wird, die weder als Impfstoff noch über die Nahrungskette, noch über die Umwelt bei der üblichen Tierhaltung in den Organismus des Tiers gelangt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Markieren eines Tiers sowie davon stammenden Produkten, ein Verfahren zum Identifizieren der Markierung, einen Transponder und eine Verwendung des Transponders.

Nach dem Stand der Technik werden Nutztiere, wie Rinder, Schafe, Schweine und dgl., zur Erfassung und zum Herkunfts­ nachweis üblicherweise mit einer Markierung, wie einer Ohr­ marke, einer Tätowierung oder einem Transponder, versehen.

Transponder werden an verschiedenen Stellen des Tierkörpers unter die Haut oder in das Muskelgewebe injiziert. Die Erken­ nung eines Transponders basiert auf folgendem Prinzip: Von einer Ausleseeinheit wird mittels einer Antenne ein elektro­ magnetisches Feld in die Umgebung abgestrahlt. Gelangt der Transponder in den Bereich des Felds, so erzeugt dieses durch induktive Kopplung einen Strom im Transponder. Der Strom wird genutzt, um mittels einer Antenne ein Signal auszusenden. Das Signal wird von der Ausleseeinheit erfaßt und dekodiert. Zum Betrieb solcher passiver Transponder ist keine weitere Ener­ gieversorgung, z. B. in Form einer Batterie, notwendig.

Als nachteilig erweist sich bei diesen herkömmlichen Trans­ pondern die geringe Abfrageentfernung, die in der Regel bei 30-50 cm liegt, so daß es bereits bei einer geringfügigen Verlagerung des Transponders im Tier zu Fehlern beim Auslesen kommen kann.

Ein weiterer Nachteil der vorerwähnten Markierungen besteht darin, daß nach der Trennung des Tiers von der Markierung, die z. B. bei der Schlachtung und Zerlegung des Tiers vorge­ schrieben ist, eine Zuordnung einzelner Tierteile zum jewei­ ligen Schlachttier nicht mehr möglich ist.

Dieser Nachteil kann durch eine biologische Markierung, wie sie in der WO 98/18003 und in der WO 99/36775 beschrieben ist, vermieden werden. Dabei wird dem Tier mindestens ein für das Tier und den Konsumenten unschädliches Immunogen verab­ reicht. Der Nachweis der induzierten spezifischen Antikörper ermöglicht einen fälschungssicheren Herkunftsnachweis des le­ benden Tiers und davon stammender Produkte, wie Fleisch und Fleischerzeugnisse. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß zum Herkunftsnachweis vom Tier eine Probe genommen werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll ein zuverlässi­ ges, schnelles und berührungsloses Erfassen und Identifizie­ ren eines Tiers ermöglicht werden, ohne daß von dem Tier eine Probe genommen werden muß. Darüber hinaus soll aber auch ein zuverlässiger und fälschungssicherer Nachweis ermöglicht wer­ den, mit dem nach der Schlachtung des Tiers die Herkunft da­ von stammender Produkte eindeutig festgestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen 2 bis 10 und 12 bis 16.

Zur Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren zum Markieren eines Tiers sowie davon stammenden Produkten vorgesehen, bei dem ein Transponder in den Körper des Tiers eingebracht und dem Tier mindestens eine eine Immunreaktion auslösende Substanz appliziert wird, die weder als Impfstoff, noch über die Nah­ rungskette, noch über die Umwelt bei der üblichen Tierhaltung in den Organismus des Tiers gelangt.

Die durch die Substanz ausgelöste Immunreaktion findet in den Tieren üblicherweise nicht statt, weil sie mit den diese Im­ munreaktion auslösenden Substanzen nicht in Kontakt kommen. Bei der Auswahl aller Substanzen ist daher darauf zu achten, daß sie weder als Impfstoff, noch über die Nahrungskette, noch über die Umwelt bei der üblichen Tierhaltung in den Or­ ganismus des Tiers gelangen. Darüber hinaus sollte die Sub­ stanz sowohl für das Tier als auch für den Verbraucher, der Produkte aus einem mit dieser Substanz markierten Tier konsu­ miert, unbedenklich sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß durch die Immunreaktion eine biologische Markierung geschaffen wird, die untrennbar mit dem Tier verbunden ist und die durch die bei der Schlachtung und Zerlegung vorgeschriebene Entnahme des Transponders nicht entfernt wird, sondern in den Teil­ stücken des Tieres verbleibt. Gleichzeitig wird durch den Transponder die Möglichkeit geschaffen, das Tier zuverlässig, schnell und berührungslos zu identifizieren. Die biologische Markierung kann nicht ausgetauscht oder gefälscht werden; sie kann sowohl in Teilen des Tiers, als auch in davon stammenden Produkten nachgewiesen werden. Ein Nachweis ist beispielswei­ se im Blut, in der Milch oder in anderen Körpersekreten des Tiers oder im Tropf- oder Pressaft des Fleischs möglich.

Weiterhin ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteil­ haft, daß der Transponder und die Substanz gleichzeitig, d. h. in einem Arbeitsschritt verabreicht werden können. So ist es beispielsweise möglich, die in Lösung oder als Suspension vorliegende Substanz zusammen mit dem Transponder zu injizie­ ren.

Besonders vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren, daß durch die Doppelmarkierung des Tiers eine deutlich erhöhte Sicherheit gewährleistet wird. So läßt sich bei einem Tier, bei dem der Transponder verloren gegangen oder beschä­ digt worden ist, dennoch durch die biologische Markierung die Herkunft des Tiers nachweisen.

Die applizierte Substanz kann sowohl direkt als auch indirekt eine Immunreaktion auslösen. Substanzen, die direkt eine Im­ munreaktion auslösen sind z. B. Proteine oder Peptide oder Fragmente davon, wie: "keyhole limpet hemocyanine", "green fluorescent protein" aus Aequoria victoria, inaktive Schlan­ gentoxine, Virusproteine, Hirudin, Pheromonotropin, Renalexin und artifizielle Proteine und Peptide, deren Aminosäurese­ quenz keinem bisher bekannten Stoff entspricht, welche aber für das Tier und den Konsumenten unbedenklich sind.

Indirekt kann eine Immunreaktion z. B. dadurch ausgelöst wer­ den, daß eine für ein bestimmtes Immunogen codierende Nu­ kleinsäure in einem geeigneten Expressionsvektor appliziert wird. Ein solches Immunogen kann z. B. eines der oben angege­ benen Proteine oder Peptide sein.

Weiterhin kann die Substanz aber auch ein chemisches Agens oder eine chemische Gruppe, wie die Dinitrophenyl-Gruppe sein. Häufig müssen chemische Agenzien oder chemische Gruppen an größere Moleküle gekoppelt werden, um immunogen zu sein. Die Dinitrophenyl-Gruppe kann z. B. an ein Protein, wie Rin­ derserumalbumin gekoppelt werden und wird dadurch immunogen.

Die Substanz kann an einen Trägerstoff gekoppelt sein und zu­ sammen mit Hilfsstoffen, wie bspw. zusätzlichen Adjuvantien, in Lösung, als Suspension oder als Implantat appliziert wer­ den. Auch die Verabreichung einer Mischung der Substanzen ist vorgesehen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Transponder in ein, vorzugsweise biolo­ gisch inertes, Material eingebettet. In einer weiterhin be­ vorzugten Ausgestaltung ist dieses Material mit der Substanz beschichtet.

Die Substanz kann, vorzugsweise über eine Zwischenschicht, an das Material gebunden sein. Die Bindung kann dabei eine kova­ lente oder eine nicht-kovalente sein und direkt oder über bindungsvermittelnde Agenzien, wie z. B. Biotin, erfolgen. Die Zwischenschicht kann z. B. aus Polystyrol oder Polycarbonat bestehen. Vorteilhaft ist dabei, daß durch die Bindung ein Adjuvanseffekt erzielt wird. Außerdem kann die Substanz im Körper des Tiers langsam freigesetzt werden. Das bewirkt eine starke und anhaltende Stimulation der Immunantwort und damit einen dauerhaft nachweisbaren Antikörpertiter.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens ist die Substanz von einem die Zugänglich­ keit im Körper des Tiers verzögernden Mittel umhüllt. Durch dieses Mittel ist die Substanz zunächst vor dem Angriff des Immunsystems geschützt. Es bietet somit den Vorteil, daß eine Implantation bereits im perinatalen Zeitraum, z. B. im Zusam­ menhang mit anderen üblicherweise durchzuführenden Behandlun­ gen, erfolgen kann. Die Antikörperbildung wird zunächst ver­ zögert und z. B. erst nach einigen Wochen induziert.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, mehrere Schichten mit zwischengeschalteten Mitteln vorzusehen. Dadurch ist ein wie­ derholtes Freisetzen der Substanz über einen längeren Zeit­ raum möglich, so daß durch die mehrfache Stimulation der Im­ munreaktion ein hoher, langfristig bestehender Antikörperti­ ter erreicht wird.

Ein weiterer Vorteil eines mehrschichtigen Aufbaus besteht darin, daß verschiedene Substanzen eingesetzt werden können. Durch eine über die Lebenszeit des Tiers erfolgende sukzessi­ ve Freisetzung dieser Substanzen kann dann auch eine biologi­ sche Markierung erfolgen, durch die das Alter des Tiers so­ wohl am lebenden Tier, als auch an einzelnen von dem Tier stammenden Produkten, wie Fleisch und Fleischerzeugnissen festgestellt werden kann.

Als die Zugänglichkeit verzögernde Mittel können verschiedene Biopolymere verwendet werden, wie z. B. Polyglycolsäure, Poly­ dioxanon, Polyglycolide, Polylactide, Homo- und/oder Copoly­ mere von Glycoliden und D-/L-Lactiden und/oder weitere biolo­ gisch abbaubare Bestandteile, wie sie z. B. in US 3 887 699, US 3 991 766, US 4 045 418 und US 4 137 921 beschrieben sind und deren Offenbarungsgehalt hiermit einbezogen wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens enthält die Substanz mindestens eine der folgenden Komponen­ ten: Peptide, insbesondere solche mit mindestens einer nicht- physiologischen Aminosäure, einer modifizierten Aminosäure, einer D-Aminosäure und/oder einem Derivat solcher Aminosäu­ ren, und Nukleinsäuren, insbesondere solche, die in einem Ex­ pressionsvektor enthalten sind. Modifizierte Aminosäuren und Derivate können z. B. Selen, Alkyl-, Phenyl- oder sonstige Re­ ste oder Kohlenhydrate enthalten.

Ein Vorteile von Peptiden mit derartigen Aminosäuren bestehen darin, daß damit Substanzen bereitgestellt werden können, bei denen mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann, daß die zu markierenden Tiere zuvor damit in Kontakt gekommen sind. Dar­ über hinaus bieten diese Aminosäuren den Vorteil, daß durch deren Kombination eine sehr große Anzahl unterschiedlicher Peptide bereitgestellt werden kann, so daß sogar individuelle Markierungen einzelner Tiere möglich sind. Vorteilhaft ist weiterhin, daß mit den oben erwähnten Aminosäuren Peptide be­ reitgestellt werden können, die im Körper der Tiere viel sta­ biler sind, als Peptide mit natürlich vorkommenden Aminosäu­ ren und die dadurch zu einer länger anhaltenden Immunstimula­ tion und damit einem besseren Antikörpertiter führen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens enthält der Transponder eine digitale Schaltung, die einen spezifischen Code generiert. Der Vorteil der digitalen gegen­ über der analogen Transpondertechnik besteht darin, daß zu einer fehlerfreien Detektion des Signals des Transponders ei­ ne deutlich geringere Sendeleistung notwendig ist. Das ermög­ licht eine Abfrage aus deutlich größeren Entfernungen.

Die Digitaltechnologie bietet weiterhin den Vorteil, daß da­ durch eine sehr schnelle Verarbeitung großer Datenvolumina möglich ist. Dies erleichtert zusammen mit der deutlich er­ höhten Reichweite vor allem die simultane Erfassung größerer Gruppen von Nutztieren.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Identifizie­ ren der Markierung eines erfindungsgemäß markierten Tiers, wobei mittels einer externen Sende- und Detektoreinrichtung aus dem Transponder ein Code ausgelesen wird. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich Nutztiere in einem Betrieb in­ dividuell an einem Futterautomat mit Futter und bestimmten Zusatzstoffen zu versorgen oder schnell die Herkunft einzel­ ner Tiere beim Durchtrieb zu erfassen. Das Verfahren ermög­ licht auch die maschinelle Erfassung der Herkunft bereits ge­ schlachteter Tiere, die den Transponder noch enthalten, so daß dadurch beispielsweise in einem Zerlegebetrieb eine von der Herkunft abhängige Verarbeitung automatisch gesteuert werden kann.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Iden­ tifizieren der Markierung eines nach einem erfindungsgemäßen Verfahren markierten Tiers, wobei durch das Einbringen der Substanz in dem Tier spezifisch gebildete Antikörper oder T- Zellen oder deren Rezeptoren nachgewiesen werden. Der vorge­ schlagene Nachweis erfordert nicht das Vorhandensein des Transponders. Dazu kann beispielsweise der Tropfsaft des Fleisches hergenommen werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens wird mindestens eines der folgenden Verfahren ange­ wendet: Enzyme Linked Immunosorbent Assay (= ELISA), Enzyme Immuno Assay (= EIA), Immunoblot (= Westernblot), Immundiffu­ sion, Immunfluoreszenz, Radio Immuno Assay (= RIA), Nachweis unter Verwendung eines Teststäbchens und Nachweis unter Ver­ wendung eines Testchips. Besonders einfach ist der Nachweis, wenn er unter Verwendung von Teststäbchen durchgeführt wird, die bspw. in den Tropfsaft des Fleisches des geschlachteten Tiers getaucht werden. Bei kontrollierter Abgabe und Anwen­ dung der beschriebenen Markierung, kann die Herkunft von aus geschlachteten Nutztieren gewonnenen Produkten durch jeder­ mann geprüft und festgestellt werden.

Die Erfindung betrifft ferner einen Transponder, beschichtet mit mindestens einer eine Immunreaktion in Tieren auslösenden Substanz, die weder als Impfstoff, noch über die Nahrungsket­ te, noch über die Umwelt bei der üblichen Tierhaltung in den Organismus des Tiers gelangt. Die Substanz kann über eine Zwischenschicht an den Transponder gebunden sein. Ferner kann die Substanz von einem die Zugänglichkeit im Körper des Tiers verzögernden Mittel umhüllt sein. Der erfindungsgemäße Trans­ ponder enthält vorzugsweise eine digitale Schaltung, die ei­ nen spezifischen Code generiert.

Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfin­ dungsgemäßen Transponders zum Markieren eines Tiers.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den je­ weils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kom­ binationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus folgendem Ausführungsbei­ spiel und im Zusammenhang mit der Zeichnung. Hier zeigen

Fig. 1 eine stark schematisierte Schnittdarstellung eines er­ sten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Transponders und

Fig. 2 eine stark schematisierte Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Transponders.

In beiden Figuren ist mit dem Bezugszeichen 10 insgesamt eine Vorrichtung in Form eines Transponders 12, der in ein biolo­ gisch inertes Material 14 eingebettet ist, bezeichnet. Fig. 1 zeigt das direkt mit der Substanz 16 beschichtete Material 14, das z. B. Glas, Polyethylen, Polystyrol oder Polycarbonat sein kann. Alternativ kann, wie in Fig. 2 dargestellt, die Substanz 16 über eine Zwischenschicht 15, die z. B. aus Po­ lystyrol oder Polycarbonat bestehen kann, an das Material 14 gebunden sein. Bei beiden Figuren ist die Substanz 16 von ei­ nem die Zugänglichkeit im Körper des Tiers verzögernden Mit­ tel 18 umhüllt. Von der Substanz 16 sind jeweils exemplarisch nur wenige Moleküle schematisch dargestellt. Bei dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren wird eine solche Vorrichtung 10 in ein zu markierendes Tier eingebracht, indem sie beispielsweise subcutan injiziert wird. Im Laufe der Zeit, bspw. einigen Wo­ chen, löst sich dann das Mittel 18, das bspw. aus Polyglycol­ säure besteht, auf. Dadurch wird die Substanz 16, die bspw. "keyhole limpet hemocyanine" sein kann, für das Immunsystem des Tiers zugänglich und bewirkt in dem Tier direkt oder in­ direkt eine Immunreaktion. Die Substanz 16 kann dabei sehr langsam über die gesamte Lebensdauer des Tiers abgegeben wer­ den, so daß in dem Tier über eine lange Zeit ein hoher Anti­ körpertiter besteht. Der Transponder 12 kann eine digitale Schaltung enthalten, die einen spezifischen Code generiert und damit eine größere Abfrageentfernung ermöglicht als her­ kömmliche Transponder. So lange der derart markierte Tierkör­ per den Transponder 12 enthält, kann er über eine entspre­ chende Sende- und Detektoreinrichtung erfaßt werden. Nach der Schlachtung und Zerlegung des Tiers können die gegen die Sub­ stanz 16 gebildeten Antikörper bspw. im Tropfsaft des Flei­ sches des geschlachteten Tiers nachgewiesen werden. Dies kann bspw. durch einen ELISA erfolgen, bei dem die Substanz 16 an einer Mikrotiterplatte immobilisiert wird. Die daran binden­ den Antikörper aus dem Tropfsaft des Fleisches können dann mittels der Bindung enzymmarkierter sekundärer Antikörper, die gegen Antikörper des Tiers gerichtet sind, und einer ent­ sprechenden Enzymreaktion nachgewiesen werden.

Claims (15)

1. Verfahren zum Markieren eines Tiers sowie davon stammen­ den Produkten, wobei in den Körper des Tiers ein Transponder (12) eingebracht und dem Tier mindestens eine eine Immunreak­ tion auslösende Substanz (16) appliziert wird, die weder als Impfstoff, noch über die Nahrungskette, noch über die Umwelt bei der üblichen Tierhaltung in den Organismus des Tiers ge­ langt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Transponder (12) in ein, vorzugsweise biologisch inertes, Material (14) eingebet­ tet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Material (14) mit der Substanz (16) beschichtet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Substanz (16), vor­ zugsweise über eine Zwischenschicht (15), an das Material (14) gebunden ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Substanz (16) von einem die Zugänglichkeit im Körper des Tiers verzögernden Mittel (18) umhüllt ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Substanz mindestens eine der folgenden Komponenten enthält: Peptide, insbesondere solche mit mindestens einer nicht- physiologischen Aminosäure, einer modifizierten Aminosäure, einer D-Aminosäure und/oder einem Derivat solcher Aminosäu­ ren, und Nukleinsäuren, insbesondere solche, die in einem Ex­ pressionsvektor enthalten sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Transponder (12) eine digitale Schaltung enthält, die einen spezifischen Code generiert.

8. Verfahren zum Identifizieren der Markierung eines nach einem der vorhergehenden Ansprüche markierten Tiers, wobei mittels einer externen Sende- und Detektoreinrichtung aus dem Transponder (12) ein Code ausgelesen wird.

9. Verfahren zum Identifizieren der Markierung eines nach einem der Ansprüche 1 bis 7 markierten Tiers, insbesondere nach Anspruch 8, wobei in dem Tier durch die Substanz (16) spezifisch gebildete Antikörper und/oder T-Zellen und/oder deren Rezeptoren nachgewiesen werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei mindestens eines der folgenden Verfahren angewendet wird: Enzyme Linked Immunosor­ bent Assay (= ELISA), Enzyme Immuno Assay (= EIA), Immunoblot (= Westernblot), Immundiffusion, Immunfluoreszenz, Radio Im­ muno Assay (= RIA), Nachweis unter Verwendung eines Test­ stäbchens und Nachweis unter Verwendung eines Testchips.

11. Transponder (12), beschichtet mit mindestens einer eine Immunreaktion in Tieren auslösenden Substanz (16), die weder als Impfstoff, noch über die Nahrungskette, noch über die Um­ welt bei der üblichen Tierhaltung in den Organismus des Tiers gelangt.

12. Transponder (12) nach Anspruch 11, wobei die Substanz (16), vorzugsweise über eine Zwischenschicht (15), an den Transponder (12) gebunden ist.

13. Transponder (12) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Substanz (16) von einem die Zugänglichkeit im Körper des Tiers verzögernden Mittel (18) umhüllt ist.

14. Transponder (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wo­ bei der Transponder (12) eine digitale Schaltung enthält, die einen spezifischen Code generiert.

15. Verwendung eines Transponders (12) nach einem der An­ sprüche 11 bis 14 zum Markieren eines Tiers.