Nieuwe sensor detecteert antibioticum in melk

Datum: 13 februari 2014

Inleiding: UAntwerpen ontwikkelt efficiƫnte methode om gevaarlijk chlooramfenicol op te sporen.


Elektrochemische cel 


Chlooramfenicol (CAP) is een antibioticum dat gebruikt wordt in de voedselproductie van vee. CAP is echter gevaarlijk voor mensen, en mag dus niet in de menselijke voedselketen terecht komen. Prof. Karolien De Wael (UAntwerpen) ontwikkelde samen met enkele collega’s een sensor om CAP in melk op te sporen.

Sinds 1950 wordt CAP in hoofdzaak gebruikt om de voedselproductie bij vee te verhogen. Humaan gebruik is strikt beperkt tot bijvoorbeeld de behandeling van ooginfecties. Het breedspectrum antibioticum heeft immers ernstige bijwerkingen (bloedarmoede en leukemie, grey baby syndrome). “Het gebruik van CAP in de menselijke voedselketen is verboden in de Verenigde Staten, Canada en Europa, maar wordt in andere delen van de wereld wel nog gebruikt”, vertelt prof. Karolien De Wael (Departement Chemie). “Het risico voor de mens is dus reëel. De Europese Commissie legt daarom een minimaal vereiste prestatielimiet op voor detectiesystemen voor CAP in voedingswaren als vlees, eieren en melk.”

“Er bestaan meerdere detectiemethodes voor CAP en zijn derivaten, maar hoewel de beschikbare screeningsmethoden zeer gevoelig en relatief goedkoop zijn, vertonen zij selectiviteitsproblemen en geven ze soms valse positieven. De meest recente methodes zijn selectiever, maar vereisen dure instrumenten voor de uitvoering. Bovendien zijn ze moeilijk in te bouwen in een continu controlesysteem, en zijn verscheidene reinigingsstappen van het staal nodig, waardoor de analyse tijdrovend en niet kosteneffectief is. De ontwikkeling van een nieuwe methode drong zich dus op”, aldus De Wael.

Een elektrochemische sensor vormt een prima alternatief. “Deze sensoren worden al frequent gebruikt in de chemische sector vanwege hun lage kost, snelle analysetijd en eenvoud van bediening.” De Wael en haar team ontwikkelden een elektrochemische sensor die selectief CAP in ruwe melk op een niveau onder de minimaal vereiste prestatielimiet kan detecteren. Tot op heden was een dergelijke sensor die voldoet aan de Europese detectie-eisen, niet beschikbaar.

Aptameren worden geïmmobiliseerd op een goud elektrodeoppervlak en vangen vervolgens selectief de CAP-moleculen waardoor een elektrontransfer (detectie) mogelijk gemaakt wordt.


De Wael: “De geselecteerde aptameren werden geïmmobiliseerd op een elektrodeoppervlak. Aptameren zijn korte, enkelstrengige DNA-ketens, die een specifieke interactie met hun doelmolecule vertonen. In dit geval binden zij zich met de CAP-moleculen, waardoor de elektronentransfer tussen de CAP-moleculen en het sensoroppervlak bevorderd wordt, en detectie van CAP in ruwe melk op een niveau onder de minimaal vereiste prestatielimiet mogelijk wordt.”

Het aptameer dat selectief CAP bindt, werd geselecteerd in het laboratorium van prof. Ronny Blust (onderzoeksgroep SPHERE, Departement Biologie) in samenwerking met dr. Johan Robbens van het Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek (ILVO). De ontwikkeling van de elektrochemische aptasensor voor CAP werd uitgevoerd in het laboratorium van prof. Karolien De Wael (AXES onderzoeksgroep, Departement Chemie). Beide onderzoeksgroepen maken deel uit van het Enviromics consortium, dat ondersteund wordt door het Industriële Onderzoeksfonds. Momenteel is een octrooiaanvraag neergelegd bij het Europese Octrooibureau.

Meer weten?
Prof. Karolien De Wael (UAntwerpen, Onderzoeksgroep AXES): karolien.dewael@uantwerpen.be en + 32 491 52 39 08.