Schnelltest

COVID-19: Papier-basierter Antikörper-Test

In einem Projekt im Rahmen der strategischen Kooperation zwischen der TU Darmstadt und dem Unternehmen Merck entwickelte der Doktorand Adrian Elter innovative Papier-basierte Schnelltests zur Detektion von SARS-CoV-2 spezifischen Antikörpern.

Lateral Flow Assays

Arbeitsablauf bei der Erzeugung von kohlenhydratbindenden modulunterstützten Lateral Flow Assays | Scientific Reports, Open Access

In sogenannten „lateral flow tests“ (LFTs), bekannt als Corona-Schnelltests oder Schwangerschaftstests, wird chemisch modifizierte Zellulose in Form von Nitrozellulose-Membranen für den Kapillartransport der Probe verwendet. Nitrozellulose ist schwer biologisch abbaubar und in der Herstellung deutlich aufwändiger und teurer als herkömmliches Zellulose-basiertes Papier. „Deshalb lag unser Fokus darauf, Nitrozellulose durch biologisch abbaubares Papier zu ersetzen“, so Professor Harald Kolmar. Der Arbeitskreis für Angewandte Biochemie an der TU Darmstadt unter Leitung von Professor Kolmar forscht zur Generierung maßgeschneiderter Antikörper für diagnostische und therapeutische Anwendungen. „Papier als Trägermaterial für solche Tests eignete sich bisher nicht, da bei solchen Teststreifen auf der Kontroll- und Testlinie spezielle Nachweis-Antikörper in großer Anzahl aufgebracht werden müssen. Antikörper haften allerdings schlecht an Papier, aber sehr gut an Nitrozellulose. Für dieses Problem haben wir eine technische Lösung gefunden. Unsere neuartige Technologie basiert auf der Kopplung eines stark Zellulose-bindenden Proteins aus Bakterien an Antikörper, wodurch diese auf Papiersubstraten ausgezeichnet anhaften“, fasst Kolmar die Ergebnisse der Arbeit im Rahmen der bisherigen „Merck Lab@TU Darmstadt“-Aktivitäten zusammen.

Minimierung der Kosten

Die Modellexperimente mit einem Papier-basierten Schwangerschaftstest und einem COVID-19-Antikörper-Schnelltest wurden im Fachjournal Scientific Reports veröffentlicht. Schnelltests sind seit Jahrzehnten nicht mehr aus der klinischen Diagnostik, Umweltanalytik und Heimanwendung wegzudenken. Milliarden Schnelltests werden sowohl für den Nachweis einer Infektion mit dem Coronavirus eingesetzt, als auch zur Überprüfung, ob Patienten nach einer Infektion oder Impfung Antikörper gegen den Erreger gebildet haben. „Wir dürfen gerade in dieser Zeit nicht vergessen, dass eine Minimierung der Kosten für solche Schnelltests insbesondere auch für die Anwendung in Gesundheitssystemen einkommensschwacher Länder einen wichtigen Beitrag zur Gesundheitsförderung und nachhaltigen Ressourcennutzung leisten kann“, betont Kolmar. Der Merck-Mitarbeiter und Projektleiter des Merck Labs, Gerhard Schwall, ergänzt: „Das Projekt macht deutlich, wie eine intensive Zusammenarbeit zwischen Universität und Unternehmen zu nachhaltigen Lösungen führt. Die enge Partnerschaft zwischen Merck und TU Darmstadt werden wir in Zukunft in Form eines ,Sustainability Hubs‘ in den Fokus der Nachhaltigkeit stellen.“

 

Literatur:

Elter A, Bock T, Spiehl D, et al.: Carbohydrate binding module-fused antibodies improve the performance of cellulose-based lateral flow immunoassays. Sci Rep 11, 7880 (2021), DOI: doi.org/10.1038/s41598-021-87072-7.


Quelle: idw/TU Darmstadt