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Verbraucherschutz
Antibiotika

Die zunehmende Resistenz pathogener Bakterien gegenüber Antibiotika stellt eine ernste Bedrohung der menschlichen und tierischen Gesundheit sowie (des Artengefüges) der Umwelt dar. Dies ist zu einem erheblichen Maße auf den übermäßigen Einsatz dieser Wirkstoffe in der Human- und (Heim-)Tiermedizin zurückzuführen. Hierzu wurde auf europäischer Ebene 2017 die Idee des One Health-Ansatzes der WHO in Form des „EU One Health Action Plan against Antimicrobial Resistance“ aufgegriffen, um die zunehmenden Gesundheitsgefahren durch Antibiotikaresistenzen bei pathogenen Bakterien zu bekämpfen (EC 2017). Ebenso soll ab 2023 ein nationales Antibiotikaminimierungskonzept in Kraft treten. Die neuen Vorschriften zur Antibiotikaminimierung sollen einen Beitrag dazu leisten, den Antibiotikaeinsatz um 50% minimieren. Dies entspricht ebenfalls der Farm-to-Fork-Strategie der Europäischen Kommission, welche sich für ein nachhaltiges Agrar- und Ernährungssystem einsetzt.

Antibiotikaressourcen können am besten eingespart werden, indem man die Erkrankung der Tiere von vornherein vermeidet, z.B. durch Optimierung der Haltungsbedingungen und der Bestandsbetreuung. Dies bedeutet eine absolute Steigerung des Tierwohls! Trotz bester Haltungs- und Betreuungs-Bedingungen kann es jedoch vorkommen, dass Nutztiere erkranken und z.B. mit Antibiotika behandelt werden müssen, dies ist ein Gebot des Tierschutzes.

Um das Risiko des Eintrags von Antibiotikarückständen in die Lebensmittelkette zu minimieren und somit die Herstellung hochwertigster Milch- und Milchprodukte sicherzustellen, werden in der Milchwirtschaft vielfältige Untersuchungsmethoden, sogenannte Hemmstofftestsysteme eingesetzt. Die Hemmstoffuntersuchung dient sowohl dem Schutz des Verbrauchers vor gesundheitlichen Beeinträchtigungen als auch der Absicherung der Produktion hochwertigster Milchprodukte in den Molkereien.

BRT Hemmstofftestsysteme und Hemmstoff-Referenzmaterial

Projektname:

Entwicklung von BRT Hemmstofftestsystemen und Hemmstoff-Referenzmaterial

Projektdauer:

unterschiedlich

Kooperation:

  • AiM GmbH: Entwicklung
  • Milchprüfring Bayern e.V. → Impulse und Einsatzprüfung von Entwicklungen
  • Milchwirtschaftlicher Verein Baden-Württemberg e. V. →Impulse und Einsatzprüfung von Entwicklungen
  • diverse Forschungseinrichtungen, z. B. LMU München, JLU Gießen, TiHo Hannover

Projektförderer:

unterschiedlich

Themenfelder:

BRT Hemmstofftestsysteme/ Hemmstoff-Referenzmaterial

 

Hintergründe
Die AiM GmbH ging 1997 aus der Abteilung Hemmstofftestsysteme der Landesvereinigung der Bayerischen Milchwirtschaft e.V. hervor. Dort wurde seit 1973 Testmaterial für die Hemmstoffuntersuchung von Milch hergestellt.

Gesellschafter der AiM GmbH sind der Milchprüfring Bayern e.V. und der Milchwirtschaftliche Verein Baden-Württemberg e.V. Durch die Gesellschafter der AiM GmbH ist eine enge Anbindung an die süddeutsche Milchwirtschaft gewährleistet.

Mit 50 Jahren Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von mikrobiologischen Hemmstofftestsystemen sowie durch die Mitarbeit bei der International Dairy Federation (IDF) und anderen Normungsplattformen ist die AiM GmbH immer auf dem neuesten Stand bzgl. der Anforderungen an die Testsysteme. Die AiM GmbH ist ein modernes, kundenorientiertes Unternehmen, das die individuellen Anforderungen der Branche erfüllt und umgehend die gestellten Herausforderungen annimmt.

Ziel
Die Forschung und Entwicklung von BRT Hemmstofftestsystemen und Hemmstoff-Referenzmaterial wird in enger Zusammenarbeit zwischen der AiM GmbH, verschiedenen Universitäten, sowie dem Milchprüfring Bayern e.V. und dem Milchwirtschaftlichen Verein Baden-Württemberg e.V. vorgenommen und führt zur Schaffung von immer neuen und verbesserten Lösungen.

Die hervorragende wissenschaftliche Vernetzung bei der Weiterentwicklung und Betreuung der aktuellen Produkte erzielt eine enorm hohe Qualität und Zuverlässigkeit.

Zusätzlich ist durch die Zertifizierung der AiM GmbH nach DIN EN ISO 9001 sowohl die Einhaltung sämtlicher Qualitätsstandards als auch darüber hinaus die ausschließliche Verwendung von geprüften, hochwertigen Rohstoffen gesichert.

Ergebnis

  • Laufende Weiterentwicklung und Optimierung der BRT Hemmstofftestsysteme seit 1972
  • 2004: Lyophilisierte Kontrollstandards/ Hemmstoff-Referenzmaterial
  • 2007: Penicillinasetest zum Nachweis von Penicillinaserückständen
  • 2008: Hemmstoff-Eignungsprüfung mit langzeitstabilem Probenmaterial
  • 2014: BRT für Fleisch und Ei
  • 2015: BRT hi-sense, BRT ultra-sense zum sensitiven Nachweis von Antiinfektiva
  • 2021: BRT q-sense zum Nachweis von Chinolonen

Wenn Sie sich näher über die einzelnen BRT Testsysteme und Hemmstoff-Referenzmaterialien informieren möchten, finden Sie sämtliche Informationen auf der Homepage der AiM GmbH.

Kontakt AiM GmbH

Kaiser-Ludwig-Platz 2
80336 München
Tel. +49 89 5307512 0
E-Mail: info@aim-bayern.de

Biosensor MCR 3

Projektname:

#1 Methodenvalidierung eines Bio-Sensors MCR 3
#2 Überwachung von antimikrobiellen Rückständen in Milch – Etablierung des neuen Bio-Sensor-Systems MCR 3 für  Routineuntersuchungen in der Praxis

Projektdauer:

#1 2008 bis 2010
#2 2010 bis 2011

Kooperation:

LMU München, TU München, muva Kempten GmbH, R-Biopharm AG

Themenfelder:

Hemmstoffrückständen/ Antibiotikarückstände/ Antibiotika/ Antibiotikascreening / ELISA

Hintergründe
Wissenschaftler des Lehrstuhls für Hygiene und Technologie der Milch der Tierärztlichen Fakultät der LMU München (Prof. Dr. E. Märtlbauer) und des Lehrstuhls für Analytische Chemie der TU München (Prof. Dr. R. Nießner) haben in zwei FEI-Forschungsprojekten ein neues BioSensor-System bis zur Prototypreife, das die wichtigsten in der Milchproduktion verwendeten Antibiotika parallel ohne Probenvorbereitung in nur einigen Minuten direkt aus Rohmilch detektieren kann. Das Messprinzip des BioSensors MCR 3 (Munich Chip Reader der dritten Generation) beruht auf einer Wechselwirkung zwischen dem jeweiligen Antibiotikum und spezifischen Antikörpern.

 

Ziel
Beim Start des Projektes 2008 stand die Methodenvalidierung des BioSensors MCR 3 im Vordergrund. 2010 verfolgte man das Ziel das neue Bio-Sensor-Systems MCR 3 für Routineuntersuchungen in der Praxis zu etablieren.

 

Ergebnis
Der BioSensor MCR A wird beim Milchprüfring Bayern e.V. im Routinebetrieb eingesetzt. Mit dem Untersuchungsverfahren eines kompetitiven ELISA auf einer Mikroarray-Plattform können aktuell 15 (Sulfamethazin, Sulfadiazin, Streptomycin, Cloxacillin, Ampicillin, Penicillin G, Cephapirin, Neomycin B, Gentamicin, Tylosin, Enrofloxacin, Nafcillin, Ceftiofur, Cefalexin und Cefoperazon) der am meisten angewandten Antibiotika in der Milch sowohl qualitativ als auch quantitativ ohne Probenvorbereitung in nur einigen Minuten direkt aus Rohmilch bestimmt werden. Die Kenntnis über den eingesetzten Wirkstoff kann bei der Ursachenfindung für die Kontamination vor Ort, durch den Milcherzeuger selbst, durch den Außendienst des mpr oder die zuständige Behörde, sehr hilfreich sein. Dies ist wichtig, weil die Ermittlung der Ursache gleichzeitig wichtige Basis für die Vermeidung künftiger Kontaminationen ist. Derzeit werden alle hemmstoffpositiven Proben aus der Untersuchung gemäß  RohmilchGütV im Labor des mpr mit dem BioSensor MCR A analysiert. Ebenso ist ein Nachweis von Antibiotika in Rahm- und Magermilchproben sowie Ziege-, Schaf- und Stutenmilchproben, wässrigen Fertigverdünnern für die KB und Fleischsaftproben möglich.

Der mpr fungiert zusammen mit der AiM GmbH als Beratungsteam. Dabei bietet der mpr ein Analyse-Angebot zur Identifizierung und Quantifizierung von Antibiotika in Milch an. Die AiM GmbH unterstützt dabei mit Beratungs- und Schulungsangeboten.

Die Grafik zeigt deutlich, das die Anzahl der Hemmstoff positiven Proben von Jahr zu Jahr zurück geht. Dies zeigt einen großen Erfolg für das Tierwohl.

Die Weiterentwicklung des MCR 3 besteht kontinuierlich fort. So wurde 2019 der MCR 3 durch eine neue Gerätegeneration durch den MCR A ersetzt. Dieses Gerät bietet die Möglichkeit einen Autosampler mit anzuschließen. Die Möglichkeit per Probenspritze Proben zuzuführen sei aber zusätzlich immer noch vorhanden.

Wenn Sie sich näher über die Untersuchung informieren möchten, finden Sie sämtliche Informationen auf der Homepage des Milchprüfring Bayern e.V. und der AiM GmbH.

 

Kontakt mpr

Hochstatt 2
85283 Wolnzach
Tel.: +49 8442 9599 217
E-Mail: mpr@mpr-bayern.de

Eigene Chip-Herstellung für den MCR 3-Nachweis von Antibiotika

Projektname

Unabhängige Chipbeschaffung für den Biosensor MCR-A

Projektdauer

2016

Themenfelder

Hemmstoffrückstände/ Antibiotikarückstände/ Antibiotika/ Antibiotikascreening/ ELISA

Hintergründe
Wissenschaftler des Lehrstuhls für Hygiene und Technologie der Milch der Tierärztlichen Fakultät der LMU München (Prof. Dr. E. Märtlbauer) und des Lehrstuhls für Analytische Chemie der TU München (Prof. Dr. R. Nießner) haben ein neues BioSensor-System entieckelt, das die wichtigsten in der Milchproduktion verwendeten Antibiotika parallel ohne Probenvorbereitung in nur einigen Minuten direkt aus Rohmilch detektieren kann. Das Messprinzip des BioSensors MCR 3 beruht auf einer Wechselwirkung zwischen dem jeweiligen Antibiotikum und spezifischen Antikörpern.

Der Untersuchungsablauf am MCR 3 ist dreistufig.

  • In die zu untersuchende Milchprobe wird im ersten Schritt ein Cocktail aus den spezifisch auf diese 15 Antibiotika reagierenden Antikörpern gemischt. Ist in der Milch ein Antibiotikum vorhanden, so bindet sich der entsprechende Antikörper an das jeweilige Antibiotikum.
  • Der nächste Reaktionsschritt passiert auf der Glasoberfläche des Mikroarray-Chips. Auf jedem Chip sind die 15 Antibiotika (Sulfamethazin, Sulfadiazin, Streptomycin, Cloxacillin, Ampicillin, Penicillin G, Cephapirin, Neomycin B, Gentamicin, Tylosin, Enrofloxacin, Nafcillin, Ceftiofur, Cefalexin und Cefoperazon) in kleinen Punkten (Spots) geordnet in einem Gitter (Array) aufgedruckt. Leitet man die mit der Antikörperflüssigkeit vermischte Milchprobe über den Chip, reagieren die ungebundenen Antikörper mit den Antibiotikapunkten auf der Glasoberfläche des Chips. War schon ein Antibiotikum in der Milchprobe, dann wurde der Antikörper bereits von diesen Antibiotika-Molekülen gebunden und – je nach Konzentration des Antibiotikums in der Probe – bereits ganz oder teilweise verbraucht. Es binden also wenige oder keine Antikörper an die entsprechenden Antibiotikapunkte auf der Glasoberfläche.
  • Im letzten Schritt werden die gebundenen Antikörper auf der Glasoberfläche mit einem zweiten Detektionsantikörper durch Lichtemission sichtbar und damit messbar gemacht. Durch diese chemische Lichtreaktion leuchten danach diejenigen Punkte am hellsten auf, an denen die meisten Antikörper gebunden sind. War bereits ein Antibiotikum in der Milch, stehen weniger Antikörper zur Verfügung und der entsprechende Lichtpunkt erscheint dunkler oder ist bei einer sehr hohen Antibiotika-Konzentration überhaupt nicht mehr sichtbar. Die Leuchtintensität der Punkte des Mikroarrays wird mit einer Kamera aufgenommen und in der eigens entwickelten Auswertesoftware ermittelt und liefert so nicht nur den Nachweis, ob ein Antibiotikum in der Milchprobe enthalten ist, sondern auch wie viel davon in der Probe vorliegt.

Die Chips wurden bisher von der TU München bezogen.

 

Ziel
Der mpr beschließt 2016, zukünftig die Mikroarray-Chip für den MCR 3 selbst herzustellen.

 

Ergebnis
Durch die eigene Herstellung von Mikroarray-Chip ist der Milchprüfring unabhängiger und kann die Qualität der Chips selbst beeinflussen. Für die Herstellung der Mikroarray-Chip für den MCR 3 konnte beim Milchprüfring Bayern e.V. erfolgreich umgesetzt werden. Die Herstellung von Mikroarray-Chip für den Biosensor beinhaltet zwei Arbeitsschritte:

  • Oberflächenbehandlung der Chips dauert ca. 3 Tage.
  • Antibiotika-Spotting mit 1) Immobilisierung der Antibiotika-Moleküle, 2) Inaktivierung restlicher Linker, 3) Fertigung der Flusszelle.

Die Chips werden Chargenweise hergestellt. Für jeden Meßtag wird ein Chip verwendet. Beim Milchprüfring werden aktuell etwa 50 Messungen pro Chip durchgeführt.

Kontakt mpr

Hochstatt 2
85283 Wolnzach
Tel.: +49 8442 9599 217
E-Mail: mpr@mpr-bayern.de