Effiziente Überwachung von Beta-Lactam-Antibiotika

In einem von der EU finanzierten Projekt wurden neuartige Techniken zur einfachen und wirksamen Überwachung von Milch auf Rückstände von Beta-Lactam-Antibiotika entwickelt. Aus diesem Grund wurde ein wettbewerbsfähige Fluoreszenzanalyse zur Beta-Lactam-Überwachung entwickelt, beschrieben und eingehend studiert. Diese Analyse kann sich als sehr hilfreich bei der Analyse dieses Antibiotikumtyps nicht nur in Milch, sondern auch in anderen Nahrungsmitteln und tierischem Gewebe erweisen.

Antibiotika werden hauptsächlich zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten, aber auch zur Wachstumsförderung bei Vieh angewandt. Allerdings hat ihr verbreiteter Einsatz zum Entstehen von Bakterien geführt, die gegen Antibiotika resistent sind und möglicherweise die menschliche Gesundheit bedrohen. Zwar verhindern zahlreiche gesetzliche Bestimmungen ihre uneingeschränkte Anwendung in der Tierzucht, doch verschiedene werden immer wieder Arzneirückstände wie etwa die Beta-Lactam-Antibiotika in der Nahrungskette gefunden.

Die derzeit verfügbaren Verfahren, die zum Nachweis von Rückständen in unterschiedlichen Flüssigkeiten wie Milch, Plasma und Urin angewandt werden, sind möglicherweise nicht in ausreichendem Maße in der Lage, zwischen verschiedenen Beta-Lactam-Medikamenten zu unterscheiden. Um dem abzuhelfen, wurden im CREAM-Projekt neuartige, robuste Nachweisverfahren entwickelt, die sehr empfindlich auf diese speziellen Antibiotika reagieren. Konkret wurden für die Erfassung von Beta-Lactam-Rückständen Patronen zur Analyse mit molekular geprägten Polymeren (Molecularly Imprinted Polymers, MIPs) entwickelt.

Dabei wurden von den Projektteilnehmern sieben neuartige fluoreszierende und mit Pyren und Dansyl markierte Beta-Lactam-Antibiotika und zwei Analogstoffe von Penicillin-G synthetisiert und charakterisiert. Diese Substanzen haben einzigartige Absorptions- und Fluoreszenzeigenschaften, so z.B. Wellenlängenmaxima, Emissions-Quantenwirkungsgrade und Emissions-Lebensdauerwerte. Hinzu kommt, dass sie von synthetischen molekular geprägten Polymeren gut identifiziert werden können und auf diese Weise problemlos die Anfertigung konkurrenzfähiger Analysen von Beta-Lactam-Arzneimittel ermöglichen.

Im Projekt wurde auf der Basis eines hochgradig fluorogenen Beta-Lactam-Derivats eine Analyse mit einem molekular geprägten Sorptionsmittel für die Überwachung synthetischer Proben auf Penicillin-G entwickelt. Diese Analyse könnte für die erfolgreiche Erkennung einer Kreuzreaktionsfähigkeit mit Antibiotika von Nutzen sein, die sich aus der 6-Aminopenicillinsäure ableiten. Die neue Analyse, so die Erwartungen, dürfte von Unternehmen der medizinischen Diagnostik, aber auch solchen aus der Biotechnologie und der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden.

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Ph.D. Maria Moreno-Bondi
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