Schnelltest für virale Barrierewirkung von OP-Textilien durch Tandem-DNAzym Hyperamplifikation

Abstract

Die Aufbereitung von OP-Textilien stellt für textile Dienstleistungsbetreibe ein wichtiges und stark ausbaufähiges Marktsegment dar. Es ist davon auszugehen, dass die für OP-Textilien durchzuführenden Prüfungen zukünftig um eine Prüfung der Barrierewirkung gegenüber der Penetration von Viren ergänzt werden: EN 13795 soll zukünftig durch ISO 20384 ersetzt werden, die eine Prüfung der viralen Barriereigenschaften entsprechend ASTM F1671 enthalten wird. Die Verfügbarkeit eines normäquivalenten Schnelltests mit hohem Stichprobenumfang würde eine Reduktion der Anzahl der an externe Prüflabore zu vergebenden normativen Prüfungen erlauben. Hierdurch können die Prüfkosten gesenkt und gleichzeitig die Qualitätssicherung verbessert werden. Ziel des Forschungsvorhabens war ein Schnelltest zur Prüfung der viralen Barrierewirkung von OP-Textilien und Schutzkleidung auf Basis einer speziell zu designenden, zirkulären Matrizen-DNA, die es ermöglicht, einzelne penetrierte Surrogatpartikel für Prüfviren mittels einer selbstständig ablaufenden Hyperamplifikation von Tandem-DNAzymen nachzuweisen. Entsprechend der Größe der Prüfviren wurden Gold Nanopartikel (GNP) als Surrogatpartikel eingesetzt und mit Initiator-DNA funktionalisiert. Diese Initiator-DNA löste eine Rolling Circle Amplification (RCA) aus, wodurch die in einer entwickelten zirkulären Matrizen-DNA codierten Tandem-DNAzym-Einheiten produziert wurden. Pro Matrizen-Molekül lassen sich ca. 1000 Einheiten generieren. Diese Tandem-DNAzyme bestanden aus einem DNAzym A, dessen Aufgabe es war, die Tandem-DNAzym-Einheiten aus der generierten repetitiven Sequenz herauszuschneiden. Daher wurde das DNAzym A so entwickelt, dass es die eigene Sequenz spaltet. Die Hydrolyseaktivität des DNAzym A konnte erfolgreich nachgewiesen werden. Die RCA unter Verwendung von Polymerase und die DNAzym vermittelte Hydrolyse von DNA machten unterschiedliche Pufferzusammensetzungen notwendig, waren jedoch nicht miteinander kompatibel. Hierdurch ließ sich keine gleichzeitige RCA-vermittelte Amplifikation unter sofortiger Freisetzung der Tandem-DNAzym-Einheiten realisieren. Eine exponentielle Hyperamplifikation erscheint jedoch zukünftig durch Entwicklung alternativer Puffersysteme oder Einsatz alternativer katalytischer Systeme umsetzbar, so dass eine hohe Zahl von Tandem-DNAzym-Einheiten mit dem enthaltenen DNAzym B synthetisiert werden kann. Das DNAzym B wurde so designt, dass es die sogenannte Substrat-DNA schneidet. Diese wurde auf Indikator-GNP gebunden, so dass diese Indikator-GNP in Dispersion stabilisiert wurden und damit ihre typische rote Farbe aufwiesen. Indikator-GNP ohne DNA agglomerierten unter den Reaktionsbedingungen, was zu dem signalgebenden Farbumschlag nach blau führte. Für die Messungen der Penetration der Surrogatpartikel durch die OP-Textilien wurde eine Apparatur (Funktionsmuster) entwickelt, die das Prüftextil aufnahm. Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde teilweise erreicht. Datei-Upload durch TIB