Die Arbeit beschäftigt sich mit einem Fluoreszenzplarisationsassay für die Detektion von Tee und Tee-Extrakten.
Koffein ist ein Xanthinalkaloid, welches natürlich in über 60 verschiedenen Pflanzen vorkommt z.B. in Kakaobohnen, in Teeblättern und in der Kolanuss. Es wurde erstmals 1820 von Friedlieb Ferdinand Runge aus Kaffeebohnen gewonnen und 1895 von Emil Fischer synthetisiert.
Koffein hat eine anregende Wirkung und zählt daher zu den Stimulantien. Es kommt nicht nur natürlich vor, sondern wird außerdem pharmazeutisch in Form von Tabletten und Pulver verwendet z.B. bei der Beseitigung von Ermüdungserscheinungen und zur Behandlung von Migräneanfällen. Auf Grund der stimulierenden Wirkung wird Koffein auch in Getränken (z.B. in Energy Drinks) zugesetzt.
Die Wirkung des Koffeins ist abhängig von der Dosis. In geringen Mengen (ca. 50 -150 mg) kommt es zu einer anregenden Wirkung. Der Blutdruck und der Herzschlag werden erhöht, dadurch werden Ermüdungserscheinungen beseitig und die Konzentration und die Aufmerksamkeit erhöht. In höheren Dosen (ab 150 mg) kommt es zu einer erregenden Wirkung auf die Atmung und des Kreislaufes. Es kann zu unangenehmen Nebenwirkungen wie Händezittern und Druck in der Herzgegend kommen. Die letale Dosis beim Menschen liegt zwischen 5 und 30 g.
Koffein kann mit Hilfe verschiedener chromatographischer Verfahren nachgewiesen werden. Bevorzugt werden die High Performance Liquid Chromatography und die Gaschromatographie, sowie Kopplungen dieser Verfahren mit der Massenspektrometrie. Mittlerweile stehen auch Immunoassays zur Verfügung, deren Grundlage die Antikörper-Antigen-Reaktion bilden.
In dieser Arbeit wurde ein, zu den antikörperbasierenden Screening Verfahren zählender, kinetischer Immunoassays verwendet, welcher zur Detektion die Fluoreszenz-Polarisation nutzt. Dieses Verfahren wurde von der delta AG entwickelt um Mykotoxine in Getreide nachzuweisen. Das Biotechnologie Unternehmen hat sich auf den Nachweis von Mykotoxinen mittels eines Fluoreszenz-Polarisations- Immunoassay spezialisiert und ist auf dem Campus-Buch in Berlin ansässig.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Theoretische Grundlagen
- 2.1 Grundlagen eines Immunoassays
- 2.2 Grundlagen zur Fluoreszenzpolarisationspektroskopie
- 2.2.1 Antigen-Antikörper-Bindung
- 2.2.2 Immunoassays
- 2.2.3 Grundlagen zur Messung mittels Delta System
- 2.3 Aufbau und Funktionsweise der Liquid Handling Workstation LHW 03
- 2.4 Aufbau und Funktionsweise des deltaspektrometerFP470
- 3 Material
- 3.1 Materialien und Geräte
- 3.2 Chemikalien
- 3.3 Verwendete Antikörper
- 4 Methoden
- 4.1 Allgemeine Durchführung des Delta Verfahrens
- 4.1.1 Die delta mycontrol Software
- 4.1.2 Bestimmung der Konzentration mittels deltamycontrol Software
- 4.2 Titration der Antikörper
- 4.3 Erstellung einer Testkalibrierung
- 4.4 Stabilitätstest der F-CAF und A-CAF Reagenzien
- 4.5 Untersuchung auf Kreuzreaktionen
- 4.6 Bestimmung der Koffeinkonzentration in verschiedenen Tee Proben
- 5 Ergebnisse
- 5.1 Titration der Antikörper
- 5.2 Erstellung einer Testkalibrierung
- 5.3 Stabilitätstest der F-CAF und A-CAF Reagenzien
- 5.4 Untersuchung auf Kreuzreaktionen
- 5.5 Bestimmung der Koffeinkonzentration in verschiedenen Tee Proben
- 6 Diskussion
- 6.1 Titration der Antikörper
- 6.2 Erstellung einer Testkalibrierung
- 6.3 Stabilitätstest der F-CAF und A-CAF Reagenzien
- 6.4 Untersuchung auf Kreuzreaktionen
- 6.5 Bestimmung der Koffeinkonzentration in den Tee Proben
- 7 Zusammenfassung und Ausblick
- 7.1 Zusammenfassung
- 7.2 Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Bachelorarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Fluoreszenz-Polarisations-Immunoassays (FPIA) zur Bestimmung der Koffeinkonzentration in Tee und Tee-Extrakten. Ziel ist die Etablierung einer robusten und zuverlässigen Methode zur Koffeinquantifizierung.
- Entwicklung eines FPIA für Koffein
- Optimierung des Assays hinsichtlich Sensitivität und Spezifität
- Untersuchung der Stabilität der verwendeten Reagenzien
- Anwendung des entwickelten Assays zur Analyse von Tee-Proben
- Bewertung der Methode im Vergleich zu etablierten Verfahren
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung führt in die Thematik der Koffeinbestimmung in Tee ein und begründet die Notwendigkeit einer schnellen und zuverlässigen Methode. Sie beschreibt den aktuellen Stand der Technik und skizziert den Aufbau der Arbeit.
2 Theoretische Grundlagen: Dieses Kapitel vermittelt die notwendigen theoretischen Grundlagen für das Verständnis des entwickelten FPIA. Es beschreibt detailliert die Prinzipien von Immunoassays, Fluoreszenzpolarisationspektroskopie, und die Funktionsweise des verwendeten Messgeräts (deltaspektrometer FP470) und der Liquid Handling Workstation. Die detaillierte Erläuterung der Antigen-Antikörper-Bindung legt die Basis für das Verständnis des gesamten Assays.
3 Material: Hier werden die verwendeten Materialien, Chemikalien und Antikörper detailliert aufgelistet und beschrieben. Diese Auflistung dient der Reproduzierbarkeit der Experimente und der Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse. Die genaue Spezifikation der Materialien ist essentiell für die Qualität des entwickelten Assays.
4 Methoden: Dieses Kapitel beschreibt die detaillierten methodischen Schritte zur Durchführung des FPIA, einschließlich der Softwarebedienung (delta mycontrol Software), der Antikörpertitation, der Erstellung der Testkalibrierung, sowie der Stabilitätstests und der Kreuzreaktionsprüfung. Die Beschreibung der Durchführung des Delta Verfahrens und die Bestimmung der Konzentration mittels der Software sind zentrale Aspekte dieses Kapitels.
5 Ergebnisse: Die Ergebnisse der durchgeführten Experimente werden in diesem Kapitel präsentiert. Dazu gehören die Ergebnisse der Antikörpertitation, der Testkalibrierung, der Stabilitätstests der Reagenzien, die Untersuchung auf Kreuzreaktionen und die Bestimmung der Koffeinkonzentration in verschiedenen Tee-Proben. Die Ergebnisse werden graphisch und tabellarisch dargestellt und kommentiert.
6 Diskussion: Die Ergebnisse werden in diesem Kapitel eingehend diskutiert und interpretiert. Dabei werden die methodischen Grenzen des entwickelten FPIA sowie mögliche Fehlerquellen berücksichtigt. Die Diskussion konzentriert sich auf die Auswertung der erhaltenen Daten und die Bewertung der Qualität und Anwendbarkeit des entwickelten Verfahrens. Die Ergebnisse werden im Kontext der bisherigen Literatur und des aktuellen Standes der Forschung bewertet.
Schlüsselwörter
Fluoreszenz-Polarisations-Immunoassay (FPIA), Koffein, Tee, Tee-Extrakte, Antikörper, Immunoassay, Fluoreszenzpolarisationspektroskopie, deltaspektrometer FP470, Liquid Handling Workstation, Kalibrierung, Stabilitätstest, Kreuzreaktionen.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Bachelorarbeit: Entwicklung eines Fluoreszenz-Polarisations-Immunoassays (FPIA) zur Koffeinbestimmung in Tee
Was ist das Thema der Bachelorarbeit?
Die Bachelorarbeit befasst sich mit der Entwicklung und Validierung eines Fluoreszenz-Polarisations-Immunoassays (FPIA) zur quantitativen Bestimmung von Koffein in Tee und Tee-Extrakten. Ziel ist die Etablierung einer robusten und zuverlässigen Methode zur Koffeinquantifizierung.
Welche Methoden wurden angewendet?
Die Arbeit beschreibt die detaillierte methodische Durchführung des FPIA. Dies beinhaltet die Verwendung eines deltaspektrometers FP470 und einer Liquid Handling Workstation. Wichtige Schritte umfassen die Antikörpertitation, die Erstellung einer Testkalibrierung, Stabilitätstests der Reagenzien (F-CAF und A-CAF), die Untersuchung auf Kreuzreaktionen und die eigentliche Koffeinbestimmung in verschiedenen Tee-Proben. Die Datenanalyse erfolgte mithilfe der delta mycontrol Software.
Welche theoretischen Grundlagen werden behandelt?
Die Arbeit erläutert die theoretischen Grundlagen von Immunoassays, der Fluoreszenzpolarisationspektroskopie, der Antigen-Antikörper-Bindung und der Funktionsweise des verwendeten Messgeräts (deltaspektrometer FP470) und der Liquid Handling Workstation. Ein detailliertes Verständnis dieser Prinzipien ist essentiell für das Verständnis des entwickelten FPIA.
Welche Materialien und Chemikalien wurden verwendet?
Die verwendeten Materialien, Chemikalien und Antikörper werden detailliert im Kapitel "Material" aufgelistet. Diese umfassende Auflistung dient der Reproduzierbarkeit der Experimente und der Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse.
Welche Ergebnisse wurden erzielt?
Die Ergebnisse umfassen die Daten der Antikörpertitation, der Testkalibrierung, der Stabilitätstests, der Kreuzreaktionsprüfung und der Koffeinbestimmung in verschiedenen Tee-Proben. Diese Ergebnisse werden graphisch und tabellarisch dargestellt und im Kapitel "Ergebnisse" präsentiert.
Wie werden die Ergebnisse diskutiert?
Das Kapitel "Diskussion" interpretiert die Ergebnisse eingehend und berücksichtigt methodische Grenzen und mögliche Fehlerquellen. Die Ergebnisse werden im Kontext der Literatur und des aktuellen Forschungsstandes bewertet. Die Diskussion konzentriert sich auf die Auswertung der Daten und die Bewertung der Qualität und Anwendbarkeit des entwickelten Verfahrens.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit?
Schlüsselwörter sind: Fluoreszenz-Polarisations-Immunoassay (FPIA), Koffein, Tee, Tee-Extrakte, Antikörper, Immunoassay, Fluoreszenzpolarisationspektroskopie, deltaspektrometer FP470, Liquid Handling Workstation, Kalibrierung, Stabilitätstest, Kreuzreaktionen.
Welche Kapitel umfasst die Arbeit?
Die Arbeit gliedert sich in folgende Kapitel: Einleitung, Theoretische Grundlagen, Material, Methoden, Ergebnisse, Diskussion, Zusammenfassung und Ausblick. Jedes Kapitel behandelt spezifische Aspekte der Entwicklung und Validierung des FPIA.
Was ist die Zielsetzung der Arbeit?
Die Zielsetzung ist die Entwicklung einer robusten und zuverlässigen Methode zur Koffeinquantifizierung in Tee und Tee-Extrakten mittels FPIA. Dies beinhaltet die Optimierung des Assays hinsichtlich Sensitivität und Spezifität und die Untersuchung der Stabilität der verwendeten Reagenzien.
Gibt es einen Ausblick auf zukünftige Arbeiten?
Das Kapitel "Zusammenfassung und Ausblick" enthält eine Zusammenfassung der Ergebnisse und einen Ausblick auf mögliche zukünftige Forschungsarbeiten und Verbesserungen des entwickelten FPIA.
- Arbeit zitieren
- Michael Neumann (Autor:in), 2017, Fluoreszenz-Polarisations-Immunoassay für die Detektion von Koffein in Tee und Tee-Extrakten, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/383479
