MIPs als Antikörperersatz bei der Festphasenextraktion und beim automatisierten online-Immunoasssay von Penicillinen

Ziel

MIPs können so gefertigt werden, dass sie sensitiv und spezifisch für eine Vielzahl an Zielverbindungen sind. Sie sind robust und stabil unter verschiedensten Bedingungen und können deshalb im Umwelt-, Medizin- und Industriebereich angewendet werden. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Methoden der Festphasenextraktion und eines automatischen MIA für `β`-Lactamantibiotika in wässrigen Lösungen.

Methoden

Eine Festphasenextraktionsmethode und ein kompetetiver Assay wurden unter Verwendung von geprägten Polymeren mit exzellenten Bindungseigenschaften in wässriger Lösung entwickelt. Das Polymer wurde unter Vorlage von Penicillin-G-Procainsalz (PenG) und eines im stoichiometrischen Verhältnis zugegebenen harnstoffbasierten Monomers hergestellt. Ethylenglycoldimethacrylsäure diente als Crosslinker und Methacrylamid zur besseren Wasserstoffbrückenbindung als Comonomer zugesetzt.

Ergebnisse

Zur Prüfung des Konzeptes wurde das optimierte fluoreszierende MIA bei der Bestimmung von PenG in humanen Urinproben eingesetzt. Eine Kalibrierung wurde im Konzentrationsbereich 10^-8-10^-3 M nach Aufstockung von Blindproben mit steigenden Konzentrationen an PenG Kaliumsalzen aufgenommen. Der dynamische Bereich erstreckte sich von 7.87*10^-7 bis 1.71*10^-5 M bei einem Detektionslimit von 2.97*10^-7 M und einer EC50 von 4.00*10^-6 M.
Urinproben wurden mit ansteigender PenG-Konzentration dotiert (4*10^-6 und 8*10^-6 M) und mit der optimierten Methode im Vergleich zur herkömmlichen HPLC-DAD-Methode analysiert. Es wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Methoden innerhalb eines 95% Grenzwertes festgestellt. Die Empfindlichkeit der neuen Methode ist deutlich besser als mit Methacrylsäure-MIP und nur 30x schlechter als mit anti-PenG-Antikörpern zur Erkennung. Zudem zeichnet sich die MIA im Vergleich zum Immunoassay durch deutlich geringere Analysenzeiten und -kosten aus.

Abbildung 22: Dosis-response Kalibrierungskurven (n = 3) für PENG (von 0.0013 bis 890 ``μ``M), für das MIP (...), für das NIP (...) und in Urinproben für das MIP (...)

Förderung

Gemeinsames Projekt des INFU (Sellergren) und der Universität Madrid (Prof. Moreno Bondi)

Ansprechpartner

Priv.-Doz. Dr. Börje Sellergren
B.Sellergren@infu.uni-dortmund.de
Fon: (0231) 755-4082

Veröffentlichungen

1. Urraca, J. L.; Moreno-Bondi, M. C.; Sellergren, B. (2007):
   "Direct extraction of penicillin and derivatives from aqueous samples using a stoichiometrically imprinted polymer" Anal. Chem., 79 (2), 695-701.

2. Urraca, J. L.;Hall, A.; Moreno-Bondi, M. C.; Sellergren, B. (2006):
   "A Stoichiometric Molecularly Imprinted Polymer for the Class-Selective Recognition of Antibiotics in Aqueous Media" Angew. Chem. Int. Ed., 45, 1-5.