Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung

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Titel: Anpassung des EROD-Bioassays und Überprüfung der Eignung als Methode für Screeningverfahren zum Nachweis von Dioxinen und dioxinähnlichen Verbindungen
Titel (englisch): Verification of the fitness of an adapted and validated EROD-bioassy as an official screening assay for the analysis of dioxin and dioxin-like compounds in the food and feedingstuff control
Beschreibung (dt.): Entwicklung eines frei verfügbaren EROD-Bioassays zur Bestimmung von Dioxin und dioxinähnlichen Verbindungen auf der Basis von kryokonservierten Zellen zur standardisierten Messung. Dies soll es allen Laboren, auch ohne eigenes Zelllabor, ermöglichen den Test kostengünstig durchzuführen, da er frei von jeglichen Schutzrechten etabliert wird. Es sollen folgende 4 Ziele erreicht werden: 1. Adaptierung des Kryoverfahrens auf die Zellen für den EROD-Bioassay. 2. Etablierung des Kryoverfahrens in unabhängigen Laboren. 3. Validierung des Kryo-EROD-Bioassays in unabhängigen Laboren. 4. Veröffentlichung und Verbreitung des Verfahrens. Am Institut für Immunologie der Uniklink der RWTH Aachen (UKA) und am Dioxin Labor des Helmholtz-Zentrum München (HZM) sollen unter Einhaltung der VO (EG) 1883/2006 in einem Vergleich des Mikro-EROD-Assays mit H4llE-Zellen oder Zellen anderer, geeigneter Zelllinien in normaler Zellkultur mit bei -80°C tiefgefrorenen Zellen auf Praxistauglichkeit für ein Dioxin-Screening geprüft werden. Es soll u. a. überprüft werden, ob im Tiefkühlschrank gefrorene Testplatten mehrere Monate haltbar sind, ohne dass die Zellen ihre Vitalität, Messempfindlichkeit, Spezifität und Robustheit einbüßen. Die Firma acCELLerate adaptiert ihr Kryoverfahren an die H4llE-Zellen oder ggf. andere Zellen für den EROD-Bioassay und reproduziert die Ergebnisse zu einem Standardprotokoll, das dann im UKA und HZM angewendet werden kann. Dabei wird der Einfluss des Einfrier- und Auftauzyklus auf den Metabolismus der Zellen mit dem von Zellen aus der laufenden Kultur hinsichtlich des Anforderungsprofils untersucht.
Ergebnis (dt.): Ziel des Forschungsantrages war es, einen vereinfachten EROD-Bioassay zu etablieren, der in Aufsichtsbehörden durchgeführt werden kann, in denen keine Expertise und Geräte für eine Zellkultur vorhanden sind. Hierfür wurde ein EROD-Bioassay mit kryokonservierten H4IIEC/T3 Rattenhepatomazellen auf Mikrotiterplatten entwickelt. Für den Test wurden die Intra- und Interassayvarianz bestimmt und er erfüllt die Ansprüche an Testqualitäten gemäß EU-Richtlinien (Nr. 644/2017). Der Assay wurde in zwei Laboren unabhängig evaluiert und es ergab sich eine untere Nachweisgrenze („limit of detection“ LOD) von 0,1 BEQ pg/g Probe (BEQ = bioanalytisches Äquivalent), womit die Voraussetzungen für die Lebens- und Futtermittelanalyse gemäß EU-Richtlinien gegeben ist (EU Nr. 1259/2011, EU Nr. 277/2012, EU Nr. 1067/2013). Die Nachweisgrenze für die quantitative Bestimmung („limit of quantification“ LOQ) lag bei 0,3 BEQ pg/g Probe. Die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse über die Lagerungsdauer der kryokonservierten Mikrotiterplatten bei -80°C lag innerhalb von 4 Monaten bei Abweichungen unter 15% und entspricht somit den offiziellen Qualitätsanforderungen. Der Assay wurde auf 31 verschiedenen Probenmaterialien (z.B. Lachsfleisch, Hühnerei, Muttermilch usw.) in zwei Laboren unabhängig getestet und zeigt eine hohe Reproduzierbarkeit. Eine Limitation der Methode ergibt sich bei Proben, die antagonistische bzw. zytotoxische Substanzen enthalten. Verdünnungsreihen schließen zytotoxische Effekte bei hohen Konzentrationen aus. Der entwickelte Bioassay mit kryokonservierten Mikrotiterplatten ist voll Einsatzbereit. Jede Aufsichtsbehörde, auch ohne Zellkulturlabor, kann diesen Bioassay sofort verwenden. Dadurch ist ein flächendeckender Einsatz eines biologischen Nachweisverfahrens für Dioxine gegeben.
Ergebnis (engl.): Aim of the research project was to establish a simplified EROD-Bioassay, which could be used in regulating authority institution without any expertise and equipment for cell culture. Therefore an EROD-Bioassay based on cryopreserved H4IIEC/T3 rat hepatoma cells on microtiter plates was established. Intra- and interassay variance were determined for the assay, and they fulfill the requirements on test quality defined by the EU guidelines (No. 644/2017). The assay was evaluated in two independent laboratories to determine the limit of detection (LOD) of 0.1 BEQ pg/g probe (BEQ = bioanalytic equivalent),thereby fulfilling the requirements for analysis of food and feed according to the EU guidelines (EU No. 1259/2011, EU No. 277/2012, EU No. 1067/2013). The limit of quantification (LOQ) was calculated 0.3 BEQ pg/g probe. The reproducibility of the results over a storage time of 4 months of the cryopreserved microtiter plates at -80°C was within a limit of 15% variation and thereby according to the official quality requirements. The assay was tested with 31 different probes (e.g. salmon, egg, breast milk etc.) in two independent laboratories with high reproducibility. A limitation of the method are probes containing antagonistic or cytotoxic compounds. Cytotoxic effect due to high concentration could be excluded by serial dilutions. The established bioassay with cryopreserved microtiter plates is ready for use. Any regulating authority, even without cell culture lab, will be able to use this bioassay. Therefore a nationwide use of an biological detection system for dioxins is given.
Laufzeit: Beginn: 01.10.2014 / Ende: 19.02.2018
Ausf. Einrichtung: Universitätsklinikum Aachen - Institut für Immunologie, Aachen
Themenfelder: Gesundheitlicher Verbraucherschutz, health-related consumer protection
Förderprogramme: Entscheidungshilfebedarf
Schlagworte: Lebensmittelsicherheit, food safety, Lebensmittelanalytik, food analysis, Prävention, Prevention, Diagnostik, diagnostics, Qualitätskontrolle, quality control, Schadstoffe / Toxine, poison / toxins
Stichpunkte: Methode
Screening
Methode
Screening Nachweis
Förderkennzeichen: 2813HS021
Dokument zum Download: Bericht Teil 1 2813HS021.pdf (1,1 MB) Bericht Teil 2 2814HS011.pdf (1,2 MB)

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Weizen Stroh

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+Weizen -Gerste

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Weizen*

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"Kleegras und Grünland"

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