DE10002819B4 - Nachweissystem zur Prüfung der Originalität eines Objekts und Testvorrichtung zur Durchführung der Prüfung - Google Patents

Abstract

Nachweissystem zur Prüfung der Originalität eines Objekts separat vom Objekt, wobei mindestens eine Komponente des Nachweissystems als Marker mit dem Objekt verbunden oder in ihm enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass es
a) mindestens ein Substrat für mindestens ein Enzym, und
b) einen Katalysator, bsestehend aus
b₁) mindestens einen Enzym für mindestens ein Substrat und/oder
b₂) mindestens zwei Komponenten, die gemeinsam mindestens ein Enzym für mindestens ein Substrat ergeben, enthält, wobei durch Kombination von Substrat und Enzym allein ein Signal erzeugt wird,
und wobei als Marker das Substrat mit dem Objekt verbunden oder in ihm enthalten ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Nachweissystem zur Prüfung der Originalität eines Objekts separat vom Objekt gemäß Anspruch 1, wobei mindestens eine Komponente des Nachweissystems mit dem Objekt als Marker verbunden bzw. in ihm enthalten ist.
• Weiterhin betrifft die Erfindung eine Testvorrichtung zur Durchführung einer solchen Prüfung.
• Das erfindungsgemäße Nachweissystem und die erfindungsgemäße Testvorrichtung sind für die Prüfung bzw. Identifizierung z. B. von Produkten, Produktverpackungen oder Etiketten geeignet.
• Es sind bereits sowohl nichtselektive als auch selektive Verfahren zur Prüfung der Echtheit von Objekten bekannt, wobei die Echtheitsprüfung vorzugsweise unter Verwendung eines selektiven Verfahrens durchgeführt wird.
• So wird in WO98/33162 ein selektives Verfahren zur Echtheitsprüfung von Objekten beschrieben, das auf der selektiven Wechselwirkung zwischen einem "print molecule" oder einem Analogen und einem "molecularly imprinted molecule" beruht. Bei diesem Verfahren wird die nachzuweisende Komponente ("print molecule") einem Polymer eingeprägt, das danach dreidimensionale Abdrücke ("molecularly imprinted molecule") des Moleküls enthält. Der Originalitätsnachweis beruht auf der (mehr oder weniger) spezifischen Erkennung des eingeprägten Moleküls durch das Polymer.
• Aus EP-A-0327163, US-A-5,429,952 und WO95/06249 ist jeweils die Verwendung spezifischer Antikörper im Rahmen eines Immunoassays zur Echtheitsprüfung bekannt. WO87/06383 verwendet makromolekulare Testkomponenten, wie Proteine und Nucleinsäuren, zur Markierung von Produkten, wobei der spezifische Nachweis im Falle der Proteine mit markierten Antikörpern und im Falle der Nukleinsäuren mit entsprechenden markierten komplementären Nukleinsäurensonden erfolgt.
• Nachteilig an diesen Verfahren ist, daß die Bildung eines Komplexes durch zwei komplementäre Bindungspartner nicht direkt zu einem auswertbaren Signal führt und somit hintereinander geschaltete Schritte, z.B. zur Abtrennung von nicht spezifisch gebundenem Reagenz, für die Originalitätsprüfung notwendig sind, um ein spezifisches Signal zu erhalten.
• Bei den beschriebenen Verfahren sind immer mehrere hintereinander geschaltete Schritte für die Originalitätsprüfung notwendig, um ein Signal zu erhalten, wobei bei jedem dieser Schritte die Möglichkeit einer fehlerhaften Durchführung besteht. Durch die Zahl der notwendigen Verfahrensschritte werden die Analysen zeitlich verlängert und die Kosten erhöht. Zudem ist bei einer Originalitätsprüfung, die instrumentenunabhängig, schnell und auch von ungeschulten Personen durchgeführt werden soll, ein rasches, einfaches und nicht fehleranfälliges Verfahren besonders erwünscht.
• Aufgrund der in den letzten Jahren immer mehr um sich greifenden Fälschungen von Markenprodukten oder der Manipulation von Informationen, die in unmittelbarem Zusammenhang mit dem Produkt stehen, z.B. Verfallsdaten von Arzneimitteln, besteht ein starkes Bedürfnis nach einem selektiven, schwer fälschbaren, schwer zu umgehenden oder zu manipulierenden, einfachen und sehr schnell durchführbaren Verfahren zur Prüfung der Originalität von Objekten oder mit dem Objekt in Zusammenhang stehenden Informationen.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Nachweissystem zur Verfügung zu stellen, das eine einfache und schnelle Überprüfung der Originalität von Objekten oder mit dem Objekt in Zusammenhang stehender Informationen bzw. Daten ermöglicht.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Testvorrichtung zur einfachen und schnellen Überprüfung der Originalität von Objekten.
• Die erste Aufgabe ist bei einem Nachweissystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß es
• a) mindestens ein Substrat für mindestens ein Enzym,
• b) einen Katalysator umfassend b₁) mindestens ein Enzym für mindestens ein Substrat und/oder b₂) mindestens zwei Komponenten, die gemeinsam mindestens ein Enzym für mindestens ein Substrat ergeben, und
• c) gegebenenfalls mindestens ein auf die Enzym-katalysierte Substratumsetzung abgestimmtes Indikatorsystem zur Signalerzeugung enthält,

wobei durch die Kombination von Substrat und Enzym alleine oder durch die Kombination von Substrat, Enzym und Indikatorsystem ein Signal erzeugt wird, und wobei als Marker das Substrat mit dem Objekt verbunden oder in ihm enthalten ist.
• Vorzugsweise sind die beiden Komponenten b₂ mindestens ein Apoenzym und mindestens ein Coenzym.
• Das erfindungsgemäße Nachweissystem ermöglicht die einfache, rasche und fehlerfreie Prüfung der Ortginalität von Objekten, wie Produkten, Verpackungen und Etiketten.
• Das Objekt, mit dem der Marker verbunden ist, kann darüber hinaus neben festen Oberflächen auch beispielsweise pulverisierte Objekte oder andere Zustandsformen, wie Flüssigkeiten, umfassen.
• Das Nachweissystem ist besonders schwer fälschbar, wenn seine Zusammensetzung dem Fälscher nicht bekannt ist. Es kann auch von ungeschulten Personen problemlos benutzt werden.
• Das erfindungsgemäße Nachweissystem kann seine Komponenten, die zur Signalerzeugung führen, in verschiedenen möglichen Anordnungen enthalten, mit der Maßgabe, daß jeweils mindestens eine Komponente als Marker mit dem Objekt verbunden oder in ihm enthalten sein muss. Die übrigen Komponenten können einzeln oder als Mischung von Bestandteilen in derjeweiligen Ausführungsform enthalten sein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Komponenten auf dem Reaktionsfeld der später beschriebenen Testvorrichtung enthalten.
• Erfindungsgemäß ist das Substrat als Marker mit dem Objekt verbunden oder in ihm enthalten. Weiterhin kann eine Mischung aus Substrat und/oder Coenzym als Marker mit dem Objekt verbunden oder in ihm enthalten sein. Vorzugsweise ist der Marker auf oder in dem Objekt unsichtbar.
• Der Nachweis kann beispielsweise so durchgeführt werden, dass z.B. ein mit einer oder mehreren Komponenten des Nachweissystems imprägniertes textiles Gewebe oder ein damit imprägnierter Stift mit dem zu prüfenden Objekt in Kontakt gebracht und geprüft wird, ob sich ein Signal ergibt. Die neben dem Marker erforderlichen Komponenten des Nachweissystems können z.B. auch in Form einer Lösung oder in einer anderen geeigneten Form, wie einer Suspension, vorliegen, welche auf das Objekt aufgebracht wird.
• Als Enzym kann in dem erfindungsgemäßen Nachweissystem z.B. eine für die Umsetzung des entsprechenden Substrats oder Cosubstrats reagierende Oxidase, ein für die Umsetzung von Mono-, Di- oder Oligosacchariden oder für andere Polyhydroxyverbindungen spezifisches Enzym, eine Diaphorase, Phosphatase, Hydrolase, Urease, Esterase oder Polymerase oder eine Mischung solcher Enzyme enthalten sein.
• Erfindungsgemäß kann ein Signal z.B. direkt durch eine Enzym-katalysierte Umsetzung des Substrats erzeugt werden, die z.B. zu einer sichtbaren Farbveränderung führt.
• Das Indikatorsystem führt direkt durch eine oder mehrere bekannte Folgereaktionen nach der Enzym-katalysierten Umsetzung zu einem Signal, z.B. einer Farbveränderung.
• Mit dem erfindungsgemäßen Nachweissystem ist es möglich, ausreichende Signale, z.B. Farbsignale, bereits durch den Umsatz relativ geringer Substratmengen zu erzeugen.
• In dem erfindungsgemäßen Nachweissystem kann als Substrat jede Verbindung enthalten sein, die mit einem Enzym umsetzbar ist und – gegebenenfalls unter zusätzlicher Verwendung eines Indikatorsystems – zu einem auswertbaren Signal führt.
• Das Substrat kann z.B. auf dem Objekt, wie in einem Etikett, auch in einer an ein Polymer gebundenen Form vorliegen.
• Die Auswertung der Prüfergebnisse erfolgt erfindungsgemäß vorzugsweise ohne Meßgeräte oder andere Hilfsmittel allein mit dem bloßen Auge.
• Die Erfindung betrifft weiterhin eine Testvorrichtung zur Durchführung der Prüfung eines Objekts auf Originalität separat vom Objekt unter Verwendung des erfindungsgemäßen Nachweissystems. Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Testvorrichtung ist in den 1 und 2 dargestellt.
• Die 1 zeigt eine Draufsicht auf eine bevorzugte Testvorrichtung, und
• die 2 zeigt einen Querschnitt dieser Testvorrichtung.
• Die erfindungsgemäße Testvorrichtung umfasst in ihrer einfachsten Form ein Reaktionsfeld 1, welches die zur Durchführung des Nachweises erforderlichen Komponenten enthält.
• Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Testvorrichtung wird mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.
• Die Testvorrichtung besteht aus einem üblichen Träger 3, der vorzugsweise in der Mitte zur Erleichterung des Umklappens eine Sollknickstelle 4 aufweist. Er enthält an einem Ende ein Reaktionsfeld 1 und an seinem anderen Ende ein Übertragungsfeld 2. Die beiden Felder können durch Umklappen miteinander in Kontakt gebracht werden. Zur Erleichterung des Kontakts mit dem Objekt und/oder dem Reaktionsfeld 1 ist das Übertragungsfeld 2 vorzugsweise erhaben über einer Oberfläche des Trägers 3 ausgebildet. Das Reaktionsfeld 1 ist vorzugsweise ebenfalls erhaben über einer Oberfläche des Trägers 3 ausgebildet.
• Weiterhin kann die erfindungsgemäße Testvorrichtung eine (in den Zeichnungen nicht dargestellte) luft- und feuchtigkeitsdichte Umverpackung, z.B. eine übliche Kunststoff- oder Aluminiumfolie, enthalten.
• Das Übertragungsfeld 2 enthält in einer bevorzugten Ausführungsform mindestens ein Lösemittel für den auf dem Objekt befindlichen Marker. Solche Lösemittel können z.B. Wasser, wäßrige Pufferlösungen, Alkohole usw. sein. Wenn das Übertragungsfeld ein Lösemittel für den Marker enthält, ist es bevorzugt, daß die Testvorrichtung eine luft- und feuchtigkeitsdichte Umverpackung aufweist.
• Das mindestens eine Komponente enthaltende Reaktionsfeld 1 und das Übertragungsfeld 2 können z.B. aus Papier, Pappe, einer Kunststoffolie, Glasfaser oder einer Membran, wie Nitrocellulose, bestehen. Der Träger 3 kann aus jedem geeigneten Material, beispielsweise aus Polyethylen, Polyester, Polyvinylchlorid oder Pappe bestehen.
• In der erfindungsgemäßen Testvorrichtung können die Komponenten des Nachweissystems in beliebiger Anordnung sowohl auf dem Übertragungsfeld 2 als auch auf dem Reaktionsfeld 1 enthalten sein, solange sichergestellt ist, daß durch Kontakt des Übertragungsfeldes 2 mit dem Marker selbst noch keine signalgebende Reaktion erfolgt.
• Die erfindungsgemäße Testvorrichtung eignet sich besonders dazu, von einem mit einem Marker versehenen Objekt eine Teilmenge des Markers auf das Übertragungsfeld 2 zu übertragen und das Übertragungsfeld 2 dann mit dem Reaktionsfeld 1 in Kontakt zu bringen. Das im Übertragungsfeld 2 enthaltene Lösemittel dient zugleich als Reaktionsmedium für die beteiligten Komponenten. Durch die Verwendung des Übertragungsfeldes 2 wird verhindert, daß alle für die Reaktion notwendigen Komponenten bereits auf dem Objekt miteinander in Kontakt kommen. Nach dem dann folgenden Kontakt des Übertragungsfeldes 2 mit dem Reaktionsfeld 1 wird das Nachweissystem komplettiert und ein Signal erzeugt. Die Erzeugung eines Signals direkt auf dem zu prüfenden Objekt kann z.B. bei teuren Objekten unerwünscht sein, da dadurch der äußere Eindruck des Objekts verschlechtert würde. Außerdem ist es für Dritte nicht ersichtlich, daß das Objekt einer Echtheitsprüfung unterzogen wurde. Umgekehrt kann die Testvorrichtung auch so konzipiert sein, daß das Signal auf dem Objekt selbst erzeugt wird. Dies ist beispielsweise für eine dauerhafte Prüfdokumentation wünschenswert. Das Signal kann auch gezielt dahingehend gestaltet werden, daß z.B. ein Muster, ein Text oder ein Bild erzeugt wird.
• Die Beispiele erläutern die Erfindung.
• Beispiel 1
• Als Objektmarker wird p-Nitrophenylphosphat in mikromolarer Konzentration in seiner Funktion als Enzymsubstrat verwendet. p-Nitrophenylphosphat wird hierzu in Diethanolaminpuffer (pH 10,3) aufgenommen und auf die Oberfläche eines Etiketts aufgebracht. Das so beschichtete Etikett wird anschließend getrocknet.
• Das Übertragungsfeld 2 der Testvorrichtung besteht aus Gel-Blotting-Papier von Schleicher & Schuell (GB004) und enthält in wäßriger Lösung Diethanolaminpuffer (pH 10,3). Durch Kontakt des Übertragungsfeldes mit dem beschichteten Etikett wird eine Teilmenge des Markers gelöst, und der Marker wird dadurch gleichzeitig auf einen für die enzymatische Umsetzung notwendigen alkalischen pH-Wert gebracht.
• Das Reaktionsfeld 1 der Testvorrichtung besteht aus Gel-Blotting-Papier von Schleicher & Schuell (GB002), auf dem als Enzym alkalische Phosphatase immobilisiert in getrockneter Form enthalten ist.
• Die Anordnung des Übertragungsfeldes 2 und des Reaktionsfeldes 1 auf der Testvorrichtung ist in 1 und 2 dargestellt.
• Zur Echtheitsüberprüfung des Etiketts wird das mit Pufferlösung getränkte Übertragungsfeld 2 wenige Sekunden durch Fingerdruck auf das Etikett aufgedrückt, wobei eine Teilmenge des Markers vom Übertragungsfeld 2 aufgenommen wird. Durch Knicken entlang der Sollknickstelle 4 wird das Übertragungsfeld 2 mit dem Reaktionsfeld 1 der Testvorrichtung unter Druck für wenige Sekunden in Kontakt gebracht. Nach dem Trennen der beiden Felder ist auf dem Reaktionsfeld 1 sofort eine Gelbfärbung durch die Enzym katalysierte Bildung von Nitrophenolat-Anionen visuell erkennbar. Bei nicht oder falsch markierten Etiketten bleibt dagegen das Reaktionsfeld 1 beim Prüfvorgang farblos.
• Beispiel 2
• Als Objektmarker werden Cholesterol und als Enzym Cholesteroloxidase eingesetzt. Cholesterol wird durch die Cholesteroloxidase in Cholest-4-en-3-on und Wasserstoffperoxid umgesetzt.
• Zur Herstellung einer Cholesterollösung zur Objektmarkierung wird das Cholesterol auf einem Wasserbad unter Erwärmen zu Triton X-100 gegeben (etwa 100 mg Cholesterol/ml Triton X-100). Diese Lösung wird mit Wasser versetzt und kurz aufgekocht. Nach dem Abkühlen wird sie auf ein Etikett aufgebracht, und das Etikett wird getrocknet.
• Das Übertragungsfeld 2 der Testvorrichtung enthält lediglich wäßrigen Kaliumphosphatpufter (pH 7,0), versetzt mit Triton X-100, um eine Teilmenge des Cholesterols beim Prüfvorgang vom markierten Etikett auf das Übertragungsfeld 2 zu übertragen. Das Indikatorsystem, bestehend aus 4-Aminoantipyrin, Phenol (im molaren Verhältnis von etwa 1:20) und Peroxidase, sowie Cholesteroloxidase zur Umsetzung des Cholesterols liegt immobilisiert auf dem Reaktionsfeld 1 vor.
• Beim Inkontaktbringen des Übertragungsfeldes 2 mit dem Reaktionsfeld 1 reagiert in einer nachgeschalteten Reaktion das entstehende Wasserstoffperoxid mit 4-Aminoantipyrin und Phenol unter dem Einfluss von Peroxidase (Horse Radish Peroxidase) zu einem purpurroten Farbstoff.
• In analogerweise können andere Oxidasen mit anderen Mono-, Di-, Oligo- oder Polyhydroxyverbindungen ebenfalls zu Farbstoffen umgesetzt werden.

Claims (10)

1. Nachweissystem zur Prüfung der Originalität eines Objekts separat vom Objekt, wobei mindestens eine Komponente des Nachweissystems als Marker mit dem Objekt verbunden oder in ihm enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass es a) mindestens ein Substrat für mindestens ein Enzym, und b) einen Katalysator, bsestehend aus b₁) mindestens einen Enzym für mindestens ein Substrat und/oder b₂) mindestens zwei Komponenten, die gemeinsam mindestens ein Enzym für mindestens ein Substrat ergeben, enthält, wobei durch Kombination von Substrat und Enzym allein ein Signal erzeugt wird, und wobei als Marker das Substrat mit dem Objekt verbunden oder in ihm enthalten ist.
2. Nachweissystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner mindestens ein auf die Enzym-katalysierte Substratumsetzung abgestimmtes Indikatorsystem zur Signalerzeugung enthält, wobei durch die Kombination von Substrat, Enzym und Indikatorsystem ein Signal erzeugt wird.
3. Nachweissystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Komponenten b₂ mindestens ein Apoenzym und mindestens ein Coenzym sind.
4. Nachweissystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Marker das Substrat und das Coenzym mit dem Objekt verbunden oder in ihm enthalten ist.
5. Testvorrichtung, zur Durchführung der Prüfung eines Objekts auf Originalität separat vom Objekt unter Verwendung des Nachweissystems nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Reaktionsfeld (1) zur Durchführung des Nachweises aufweist.
6. Testvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Übertragungsfeld (2) und ein damit in Kontakt bringbares Reaktionsfeld (1) aufweist.
7. Testvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine luft- und feuchtigkeitsdichte Umverpackung sowohl für das Übertragungsfeld (2) als auch für das Reaktionsfeld (1) aufweist.
8. Testvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsfeld (1) mindestens ein Lösemittel für den Marker enthält.
9. Verwendung des Nachweissystems nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Prüfung der Originalität eines Objekts.
10. Verwendung der Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8 zur Prüfung der Originalität eines Objekts.