Triplex lateral flow immunoassay for sensitive and simultaneous detection of allergenic proteins from walnut, almond and hazelnut
Diese Studie präsentiert einen validierten Triplex-Lateralfluss-Immunoassay, der in der Lage ist, Walnuss-, Mandel- und Haselnussproteine in komplexen Lebensmittelmatrizen schnell, sensitiv und simultan nachzuweisen, wodurch eine effektive vorsorgliche Allergenkennzeichnung in der Lebensmittelindustrie unterstützt wird.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Für Millionen von Menschen auf der Welt kann eine einfache Mahlzeit eine verborgene Gefahr bergen. Ein einziger Bissen eines Kekses oder ein Schluck eines Getränks kann Spuren eines Inhaltsstoffs enthalten, den ihr Immunsystem als gefährlichen Eindringling erkennt. Diese Reaktion, bekannt als Allergie, kann von leichten Beschwerden bis hin zu einem lebensbedrohlichen Notfall namens Anaphylaxie reichen, bei dem die Körpersysteme schnell versagen. Zu den gefährlichsten Auslösern gehören Schalenfrüchte wie Mandeln, Haselnüsse und Walnüsse. Da diese Nüsse in verarbeiteten Lebensmitteln sehr verbreitet sind und oft in Betrieben verwendet werden, die viele verschiedene Produkte handhaben, ist das Risiko einer versehentlichen Kreuzkontamination hoch. Um Verbraucher zu schützen, verlassen sich Lebensmittelhersteller auf eine strikte Kennzeichnung, aber sie benötigen auch eine Möglichkeit, zu überprüfen, ob ihre Produkte wirklich frei von diesen spezifischen Nüssen sind, bevor sie das Regal erreichen. Hier kommt die Schnelldiagnostik ins Spiel, die eine schnelle Überprüfung ermöglicht, um die Sicherheit zu gewährleisten, ohne die langen Wartezeiten einer traditionellen Laboranalyse.
Wissenschaftler der Universidad de Zaragoza und ihre Partner haben ein neues Werkzeug entwickelt, um diesem Bedarf gerecht zu werden: einen einzelnen, tragbaren Teststreifen, der drei verschiedene Arten von Schalenfrüchten gleichzeitig nachweisen kann. Dieses Gerät, bekannt als Multiplex-Lateralfluss-Immunoassay, funktioniert ähnlich wie ein handelsüblicher Schwangerschaftstest, ist jedoch darauf ausgelegt, nach spezifischen Proteinen zu suchen, die in Mandeln, Haselnüssen und Walnüssen vorkommen. Anstatt drei separate Tests mit jeweils eigenen Chemikalien und Wartezeiten zu benötigen, ermöglicht dieser neue Streifen einem Lebensmittelsicherheitsinspektor, eine einzelne Probe in eine Pufferlösung zu tauchen und auf das Gerät zu geben. Innerhalb von Minuten zeigt der Streifen an, ob einer der drei Nüsse vorhanden ist. Die Forscher entwickelten dieses Werkzeug, indem sie Antikörper – Proteine, die wie hochspezifische Schlösser wirken – darauf trainierten, die einzigartigen Schlüssel zu erkennen, die nur in den Proteinen dieser drei Nüsse zu finden sind. Wenn die Antikörper ihre Übereinstimmung finden, lösen sie eine sichtbare rote Linie auf dem Streifen aus, was ein positives Ergebnis signalisiert.
Das Team hat das Gerät nicht nur gebaut, sondern es auch einer Reihe strenger Prüfungen unterzogen, um sicherzustellen, dass es in der realen Welt zuverlässig funktioniert. Sie testeten den Streifen gegen eine breite Palette von Lebensmitteln, darunter Obst, Gemüse, Getreide, Fleisch und andere Samen, um sicherzustellen, dass er keinen Fehlalarm auslöst. Die Ergebnisse zeigten, dass der Test extrem selektiv ist; er leuchtet nur für die drei Ziel-Nüsse auf und ignoriert alles andere, einschließlich anderer Arten von Nüssen wie Pecans oder Brasilnüssen, die chemisch ähnlich, aber unterscheidbar sind. Die Forscher überprüften auch, wie empfindlich das Gerät ist, und ermittelten die kleinste Menge an Nussprotein, die es zuverlässig finden konnte. Sie fanden heraus, dass der Streifen so wenig wie ein Mikrogramm Mandelprotein pro Gramm Lebensmittel, ein halbes Mikrogramm Walnuss und zwei und ein halb Mikrogramm Haselnuss in Rohextrakten nachweisen kann. Diese Mengen sind niedrig genug, um selbst winzige Spuren von Kontaminationen zu erfassen, die einen empfindlichen Verbraucher schädigen könnten.
Lebensmittel bestehen jedoch selten nur aus Rohzutaten; sie werden gekocht, gebacken und mit Fetten und Säuren gemischt, was alles die Art und Weise verändern kann, wie Proteine reagieren. Um zu sehen, ob der Test mit diesen Veränderungen umgehen kann, backte das Team Kekse, die winzige, bekannte Mengen an gemahlenen Mandeln, Haselnüssen und Walnüssen enthielten. Sie testeten diese Backwaren anschließend mit ihrem neuen Streifen. Selbst nach der hohen Hitze des Ofens, die die Struktur von Proteinen verändern kann, identifizierte das Gerät die Nüsse erfolgreich. In diesen gebackenen Keksen konnte der Streifen immer noch zwei Mikrogramm Mandel, anderthalb Mikrogramm Walnuss und zwölf Mikrogramm Haselnuss pro Gramm Lebensmittel nachweisen. Die Forscher testeten den Streifen auch in komplexen flüssigen und festen Lebensmitteln wie Schokoladengetränken, frischem Käse und Kräuterlikören, wodurch bestätigt wurde, dass der Test unabhängig von der Textur oder dem Säuregehalt des Lebensmittels genau arbeitet.
Ein häufiges Problem bei einigen Schnelltests besteht darin, dass der Test tatsächlich kein Ergebnis anzeigt, wenn eine Probe zu viel der Zielsubstanz enthält – ein Phänomen, das als Hook-Effekt bekannt ist. Die Forscher prüften dies, indem sie Proben mit extrem hohen Konzentrationen an Nussprotein testeten. Sie fanden heraus, dass die Testlinien zwar bei sehr hohen Werten schwächer wurden, das Gerät jedoch für die niedrigen Konzentrationen, die für die Sicherheit am wichtigsten sind, zuverlässig blieb. Die Konzentrationen, die zu diesem Ausfall führen würden, waren so hoch, dass sie nur auftreten würden, wenn jemand absichtlich eine große Menge Nüsse als Zutat hinzugefügt hätte, in einem Fall, in dem das Produkt ohnehin zur Warnkennzeichnung verpflichtet wäre. Dies bedeutet, dass der Test für seinen beabsichtigten Zweck sicher ist: das Auffinden versehentlicher Spuren.
Die Studie kommt zu dem Schluss, dass dieser neue Streifen eine leistungsstarke Ergänzung für das Sicherheitstoolkit der Lebensmittelindustrie ist. Durch die gleichzeitige Detektion von drei wichtigen Allergenen in einem einzigen, schnellen und kostengünstigen Test hilft er Herstellern, bessere Entscheidungen über ihre Produkte zu treffen. Wenn eine Fabrik genau weiß, welche Nüsse in welchen Mengen vorhanden sind, kann sie vorsorgliche Kennzeichnungen verantwortungsbewusster nutzen, um die übermäßige Verwendung von Warnhinweisen zu vermeiden, die Verbraucher verwirren könnten, während sie gleichzeitig Menschen mit schweren Allergien schützt. Das Gerät wurde validiert, um sowohl in Rohzutaten als auch in fertigen, gekochten Lebensmitteln zu funktionieren, und bietet eine praktische Möglichkeit, das Risiko von Schalenfruchtallergien in einer zunehmend komplexen Lebensmittelversorgung zu managen.
Ertrinken Sie in Arbeiten in Ihrem Fachgebiet?
Erhalten Sie tägliche Digests der neuesten Arbeiten passend zu Ihren Forschungsbegriffen — mit technischen Zusammenfassungen, in Ihrer Sprache.