Ziel der Entwicklung
Die Notwendigkeit einer Gewässerüberwachung im Hinblick auf cyanobakterielle Algenblüten ist gegeben, da Beobachtungen zeigten, dass zukünftig durch Klimaerwärmung und Nährstoffüberangebot mit einem vermehrten Auftreten dieser Massenansammlungen zu rechnen ist.
Ziel des Projektes DeToxCyan sollte die Entwicklung eines molekularbiologischen Schnelltestsystems auf der Basis der Sandwichhybridisierung zur Detektion von toxinbildenden Cyanobakterien sein.
Bei der Methode der Sandwichhybridisierung werden die zu detektierenden, spezifischen Zielmoleküle (Nukleinsäuren) mittels spezifischer Fängersonde immobilisiert und anschließend mit einer spezifischen Signalsonde detektiert. Das über die Signalsonde erhaltene Signal verhält sich dabei proportional zur Anzahl vorhandener Zielmoleküle und erlaubt so eine Quantifizierung. Als Zielmoleküle wurden RNA-Moleküle ausgewählt. Über im Projekt entwickelte spezifische Oligonukleotidsonden zur Detektion der Zielmoleküle aus den anvisierten Cyanobakteriengattungen, sollte eine qualitative und quantitative Bestimmung der vorhandenen Cyanobakterien möglich gemacht werden.
Das Testsystem sollte durch seine schnelle und relativ einfache Durchführbarkeit als zeit- und kosteneinsparende Alternative zu der derzeitig benutzten Methode der mikroskopischen Analyse zur Verfügung stehen.
Vorteile und Lösungen
Das entwickelte molekularbiologische Verfahren ermöglicht die qualitative und quantitative Untersuchung von Gewässerproben auf den Gehalt an potenziell toxischen Cyanobakterien der Gattungen Microcystis, Planktothrix, Cylindrospermopsis und Anabaena / Aphanizomenon.
Die Nachweis- und Bestimmungsgrenzen für die entwickelten Testlösungen liegen im ng-Bereich Trockenmasse. Mit den entwickelten gattungsspezifischen Testlösungen ist ein überaus sensitiver Nachweis der oben genannten Gattungen möglich.
Die Methode ist konzipiert für die Durchführung in 96-well Mikrotiterplatten und bietet somit die Möglichkeit viele Proben gleichzeitig zu analysieren. Dadurch ergibt sich gegenüber der sehr aufwändigen mikroskopischen Analyse eine große Zeitersparnis. Des weiteren ist die Durchführung des Tests aufgrund des relativ geringen Geräteaufwandes in jedem biochemisch-analytisch ausgerichteten Laboratorium möglich.
Zielgruppe und Zielmarkt
Mögliche Nutzer des entwickelten Nachweissystems sind Labore, die die Wasserqualität im Hinblick auf potenziell toxische Cyanobakterien untersuchen. Potenzielle Interessenten für das Testsystem sind neben Gesundheitsämtern, Trinkwasserversorgungsbetriebe und Talsperrenbetreiber, Tiergärten und Zoos mit Wasseranlagen und Fischzuchtbetriebe.
Die erzielten Ergebnisse werden durch Veröffentlichung in Publikationen, Vorstellung auf Messen bzw. gezieltes Werbematerial angeboten. Das abgeschlossene Projekt hat maßgeblich dazu beigetragen, die wissenschaftlich – technische Kompetenz des Antragstellers auf dem Gebiet der Biotechnologie zu stärken. Die Technologie des entwickelten Verfahrens ist auf andere, neue Aufgabenfelder der GMBU e. V. übertragbar, da es sich um eine universell nutzbare Technologie zum Nachweis von Nukleinsäuren handelt.
