Ist Genauigkeit der Preis, den wir für schnellere Ergebnisse zahlen?

Geschwindigkeit oder Genauigkeit? Müssen wir uns entscheiden? Durch den Einsatz der richtigen Technologien und die Beachtung grundlegender Richtlinien für die Probenahme kann die Zeit bis zum Ergebnis insgesamt verkürzt werden, ohne dass die Genauigkeit darunter leidet.

Wenn Sie einen Getreidesilo besuchen, sehen Sie häufig eine Reihe von Lastwagen, die vor der Getreideannahme stehen. Während der Erntesaison können es an einem beliebigen Tag bis zu 100 Lastwagen sein. Die Annahmestelle muss schnell entscheiden, ob die Lastwagen Getreide transportieren, das unter den festgelegten Grenzwerten für die Mykotoxinbelastung liegt und somit für den Betrieb der Anlage zugelassen werden kann. In Erntejahren mit hoher Mykotoxinbelastung wird die Ladung jedes Lastwagens vor der Einfahrt in die Anlage auf Mykotoxine untersucht und analysiert. Dies muss schnell geschehen, denn wenn die Ergebnisse so schnell wie möglich vorliegen, verkürzt sich die Wartezeit am Ende der Warteschlange erheblich. Eine schnelle Testdurchführung ist wichtig, aber inwieweit wird dadurch die Genauigkeit beeinträchtigt? Dies sind zwei wichtige Punkte, auf die wir im Folgenden eingehen werden. Um eine Antwort zu finden, müssen wir zunächst die richtige Methode für eine solche Anwendung definieren.

Jeder Lastwagen wird nacheinander untersucht und analysiert; daher ist eine schnelle, einfach zu handhabende Testmethode für eine einzige Probe erforderlich. Lateral Flow Device (LFD) Tests, auch bekannt als Streifentests oder Peilstäbe, sind eine der schnellsten verfügbaren Testmethoden und eignen sich perfekt für dieses Szenario. Aufgrund ihrer Einfachheit können diese Tests von fast jedem, der eine Grundausbildung hat, durchgeführt werden und liefern in der Regel in weniger als zehn Minuten analytische Ergebnisse. Dies ermöglicht eine schnelle Entscheidung darüber, ob die Ladung eines Lastwagens in der Anlage des Getreidesilos akzeptiert werden kann.

Veröffentlicht am:
20 June 2017

Mykotoxin

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Wie Seitenstromgeräte funktionieren

Für ein schnelles LFD-Testergebnis wird eine Getreideprobe gemahlen und mit neuartigen wasserbasierten Extraktionslösungen extrahiert. Nach einer anschließenden Entwicklungszeit von nur drei Minuten werden sichtbare Test- und Kontrolllinien gebildet. In Kombination mit einem Lesegerät werden die Linien dann zur Quantifizierung verwendet. Während der dreiminütigen LFD-Entwicklung fließt der Probenextrakt über den Streifen und die mykotoxinspezifischen Antikörper binden die in der Probe vorhandenen Mykotoxine. Diese blockierten Antikörperstellen können dann nicht zur Bindung an Antikörper verwendet werden, die an sichtbare Goldkolloide auf der LFD-Testlinie gekoppelt sind, was zu einer geringeren Intensität der Testlinie führt. Je höher also die Mykotoxinkonzentration in einer Probe ist, desto geringer ist die Intensität der Testlinie. Die Kontrolllinie bindet jeden Überschuss an Antikörper-Goldkonjugaten und erzeugt eine sichtbare Linie, die beweist, dass die LFD-Entwicklung erfolgreich war. Ein solch schnelles und erschwingliches Testergebnis kann mit keiner anderen kommerziellen Testmethode erzielt werden. Daher zeigt die LFD-Technologie ihre einzigartige Stärke bei der Analyse von Empfangspunkten.

Was gibt es sonst noch auf dem Markt?

Auf dem Markt sind auch andere Mykotoxin-Schnelltestmethoden, wie z.B. Enzymimmunoassays (ELISA), erhältlich. ELISA-Tests erfordern jedoch bei jeder Analyse eine Kalibrierungskurve, die bis zum endgültigen Ergebnis etwa 20 Minuten dauern kann. Daher sind solche Methoden nur praktikabel, wenn mehrere Proben parallel mit derselben Kalibrierungskurve analysiert werden. Eine weitere Gruppe von Mykotoxin-Testmethoden sind Referenztestmethoden, darunter die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) sowie die Flüssigkeitschromatographie mit Tandem-Massenspektrometrie-Nachweis (LC-MS/MS). Dies sind typische Labormethoden, die mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit verbunden sind. Der Nachteil dieser Methoden ist, dass sie hochqualifiziertes Personal erfordern und bis zu einem Tag brauchen, um ein Analyseergebnis zu liefern. Daher sind sie für die Anwendung in einer Getreidesammelstelle ungeeignet.

Die große Frage der Genauigkeit

Je schneller eine Analysemethode ist, desto häufiger werden Bedenken hinsichtlich ihrer Genauigkeit laut. Wie genau sind LFD-Tests also? Sowohl die LFD-Technologie als auch die ELISA-Tests verwenden das Prinzip der Antikörper-Antigen-Reaktion, bei dem ein spezifischer Antikörper ein bestimmtes Antigen, in diesem Fall ein Mykotoxin, mit einer bestimmten Empfindlichkeit nachweist. Beide Testsysteme werden gegen zertifizierte Referenzmaterialien kalibriert und die Ergebnisse werden in gründlichen Validierungsstudien mit akkreditierten Referenzmethoden verglichen. Dennoch kann es vorkommen, dass einige Testmethoden die Erwartungen des Anwenders nicht erfüllen.

Was kann schief gehen?

Die korrekte Probenahme (siehe Textkasten) ist der Schlüssel zu genauen Analyseergebnissen. Große Getreidepartien (z.B. volle Lastwagen oder Lastkähne) müssen auf Mykotoxine analysiert werden, bevor sie in einer Anlage angenommen werden. Es ist entscheidend, dass für die Analyse repräsentative Proben genommen werden. Einer der wichtigsten Faktoren, der ein Analyseergebnis beeinflussen kann, ist die Rohstoffmatrix. Idealerweise werden Testmethoden entwickelt, um jede Art von Lebens- oder Futtermittelprobe auf Mykotoxinverunreinigungen zu analysieren. Ein einschränkender Faktor ist jedoch, dass verschiedene Lebens- oder Futtermittelproben je nach ihrer chemischen Struktur und ihren Eigenschaften unterschiedliche Bestandteile aufweisen können, die das Analyseergebnis beeinträchtigen können. Antikörperbasierte Schnelltests werden häufig durch bestimmte Matrixbestandteile beeinflusst, die erhebliche Auswirkungen auf die Antikörper-Analyt-Bindungsreaktion haben können, was zu fragwürdigen Ergebnissen führen kann. Die Hersteller von Testkits stehen vor der Herausforderung, diese Störungen zu reduzieren oder zu beseitigen, z. B. durch die Entwicklung spezifischer Antikörper und die Validierung der Matrix. Weitere Fehlerquellen können Umweltfaktoren wie die Umgebungstemperatur während der Tests sein. Die Antikörper-Antigen-Bindungsreaktion - das Nachweisprinzip aller immunchemischen Tests - ist temperaturabhängig. Um genaue Ergebnisse zu erzielen, haben die Hersteller Testinkubatoren entwickelt, die die Temperatur konstant halten und so Störungen durch schwankende Temperaturen ausschließen. Die Bediener von analytischen Tests müssen entsprechend geschult sein, um die Tests korrekt durchführen zu können. Die LFD-Tests sind die am einfachsten durchzuführenden Mykotoxin-Tests. Eine Grundausbildung reicht aus, um Bedienerfehler bei diesen Methoden auf ein Minimum zu reduzieren.

Fehler bei der Probenahme

Der Gesamtfehler eines analytischen Mykotoxin-Testergebnisses ist die Summe der Fehler bei der Probenahme, der Probenvorbereitung und der Analyse. Der Fehler bei der Probenahme trägt den größten Teil zum Fehler des Endergebnisses bei. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Mykotoxine in Getreideproben ungleichmäßig verteilt sind. Daher ist es wichtig, eine repräsentative Probe zu entnehmen, bevor Sie mit der Probenvorbereitung und der eigentlichen Messung fortfahren. Um eine repräsentative Probe aus einer Schüttgutpartie zu erhalten, ist es notwendig, mehrere Einzelproben an verschiedenen Stellen zu entnehmen. Diese Einzelproben werden dann zu einer Sammelprobe zusammengefasst und nach Homogenisierung und weiterer Aufteilung durch einen mechanischen Teiler wird eine Analyseprobe für die anschließende Probenvorbereitung entnommen. Diese Verfahren sind in offiziellen Probenahmeplänen von Behörden wie der Europäischen Kommission (EC 401/2006 & EC 519/2014) beschrieben. Aufgrund des großen Einflusses auf das endgültige Analyseergebnis ist es wichtig, dass der Probenahmefehler so gering wie möglich gehalten wird. Der einfachste Weg, dies zu erreichen, besteht darin, die Anzahl der Probenahmestellen sowie den Probenumfang der Einzelproben innerhalb eines Probenahmeplans zu erhöhen.

Welche Verantwortung trägt der Hersteller des Testkits?

Was kann ein Hersteller von Testkits tun, um sicherzustellen, dass die mit seinen Testkits erzielten Ergebnisse genau und zuverlässig sind? Zunächst muss ein Testkit-Hersteller die Benutzer über die Bedeutung einer korrekten Probenahme aufklären, da dies für die Genauigkeit der Ergebnisse entscheidend ist. Als nächstes muss er die Genauigkeit seines Testkits nachweisen, indem er eine Validierungsstudie durchführt, die den Richtlinien der USDA GIPSA oder der AOAC entspricht. Das Testkit kann bei diesen offiziellen Stellen für eine externe Bewertung durch Dritte eingereicht werden, die die behauptete Leistung der Analysemethode bestätigt. Bei einer solchen Validierung durch Dritte muss der Hersteller des Testkits die Validierungsdaten für die angegebenen Probenmatrices mitliefern, um sicherzustellen, dass der Testkit bei diesen verschiedenen Probenmatrices genau funktioniert. In Validierungsstudien werden in der Regel mehrere Probenquellen, z.B. Maisproben von verschiedenen Kontinenten, verwendet, um die Zuverlässigkeit der Analysemethode zu belegen. Um die Robustheit eines Testsystems weiter zu verbessern, müssen auch Umweltfaktoren, wie z.B. die Temperatur, eliminiert oder berücksichtigt werden. Dies kann durch die Verwendung eines Inkubators erreicht werden, so dass die LFD-Entwicklung immer bei einer konstanten, kontrollierten Temperatur stattfindet.

Ist Genauigkeit der Preis, den Getreidesammler für schnelle Ergebnisse zahlen?

Nach der Beobachtung der Vorgänge an den Getreideannahmestellen ist klar, dass schnelle Einzelprobentests die Methode der Wahl sind. Seitliche Durchflussgeräte erfüllen eindeutig alle Kriterien und reduzieren darüber hinaus aufgrund ihrer Einfachheit viele Fehlerquellen bei der Handhabung. Wenn Sie klare und grundlegende Regeln befolgen, muss Geschwindigkeit nicht auf Kosten der Genauigkeit gehen. Zuverlässige und genaue Ergebnisse können in weniger als zehn Minuten erzielt werden, und das ist der Schlüssel zu einer effizienten Analyse und Beurteilung des Getreides von Lkw zu Lkw in einer Annahmestelle.