DE102004005711A1

DE102004005711A1 - Biosensor zur Bestimmung eines Allergenes mit Betriebsverfahren

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Publication number: DE102004005711A1
Application number: DE102004005711A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Fleischer; Corinna Haindl; Hans Prof. Meixner; Elfriede Dr. Simon
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2006-05-11
Also published as: US20050176067A1

Abstract

Biosensor zur Bestimmung eines allergenspezifischen Immunglobulins E (IgE) (14) mittels Antigen/Antikörper-Kopplung, der aus folgenden Elementen besteht: DOLLAR A - einem Siliziumsubstrat (2), DOLLAR A - mindestens einer auf dem Siliziumsubstrat (2) aufgebrachten interdigitalen Elektrodenpaarstruktur (12) mit einer Beabstandung der Elektrodenpaare (13) von maximal 1,0 mum, DOLLAR A - einer auf dem Siliziumsubstrat (2) aufgebrachten Gegenelektrode (11), DOLLAR A - einer Referenzelektrode (9), DOLLAR A - einer zumindest die interdigitale Elektrodenstruktur (12) überdeckenden ersten Schicht aus Protein (4), DOLLAR A - einer über der ersten Schicht aufgebrachten selektiven zweiten Schicht aus Protein, die einen ausgewählten Fängerantikörper (5) enthält, DOLLAR A - einer über der zweiten Schicht aufgebrachten dritten Schicht, die das Allergen (6) enthält, welches an den Fängerantikörper (5) ankoppeln kann, DOLLAR A - wobei ein Sensorsignal an der interdigitalen Elektrodenstruktur (12) auslesbar ist, wenn aus einer mit dem Biosensor in Kontakt stehenden Probe eines menschlichen Blutserums ein allergenspezifisches Immunglobulin E (IgE) (14) an das auf der Sensoroberfläche (1) vorhandene Allergen (6) koppelt und mittels eines enzymmarkierten ebenfalls mit dem allergenspezifischen Immunglobulin E (IgE) (14) gekoppelten Detektionsantikörpers (7) eine enzymatische Freisetzung eines redoxreaktiven Moleküls an der Sensoroberfläche (1) erfolgt.

Description

Die Anzahl der allergischen Erkrankungen ist in den letzten Jahren durch zunehmende Umweltbelastung drastisch gestiegen, wodurch auch der Bedarf an Methoden zum Nachweis dieser immunologischen Fehlfunktion größer geworden ist. Beim Auftreten einer Allergie führt die Reaktion des körpereigenen Immunsystems zu Symptomen wie Hautrötung, Augenbrennen, Schwellung der Haut bzw. Schleimhaut und Atemnot bis hin zu Asthmaanfällen. Neben der äußerlich sichtbaren allergischen Reaktion gibt es deutliche Veränderungen im Immunsystems des Körpers eines Allergikers. Durch den Kontakt mit einem Allergen sind spezielle Antikörpertypen, wie Immunglobulin E(IgE), im Blut in deutlich erhöhter Konzentration zu finden, die beim gesunden Menschen ohne Allergie nicht vorhanden sind. Dabei kann anhand der Spezifität, dass heißt durch das Reaktions- bzw. Bindungsverhalten, der Antikörper identifiziert werden, indem das Allergen die Bildung des IgE hervorgerufen hat, denn jedes IgE bindet nur an das Allergen, welches für seine Bildung verantwortlich war.

Für den Nachweis der Allergie gibt es zwei unterschiedliche Ansätze:

1. Untersuchung der äußerlich sichtbaren körpereigenen Reaktion:

Um eine Allergie bei einem Patienten zu diagnostizieren, wird in der Regel ein „in vivo"-Test, das heißt ein Test direkt am Patienten, durchgeführt, der sogenannte „Pricktest", bei dem der Patient mit verschiedenen allergieauslösenden Stoffen in Kontakt gebracht wird und eine allergische Reaktion anhand der nachfolgenden Immunreaktion das heißt, Reaktion der Haut auf das Allergen, identifiziert wird. Es werden verschiedene Allergene in verdünnter Form an markierten Stellen unter die Hautoberfläche (Arm oder Rücken) gespritzt. Anschließend wird die Hautreaktion der Testperson in Bezug auf Rötung oder Quaddelbildung mehrere Tage beobachtet und das Ausmaß der allergischen Reaktion bewertet. Diese Methode ist für die Patienten schmerzhaft und kann deshalb nicht beliebig oft wiederholt werden. Darüber hinaus ist die Anzahl der testbaren Allergene beschränkt.

2. Untersuchung des Immunsystems – immunologische Tests:

Marktführer der gängigen, in vitro'-Allergietests, also der Diagnostik im Reagenzglas mit einer Serumprobe des Patienten, ist der CAP-Test der Firma Pharmacia. Dieser beruht auf einem optischen Ausleseprinzip: Mit Hilfe eines Trägerpolymers, wie beispielsweise ein CNBr-aktiviertes Cellulosederivat, werden verschiedene Allergene adsorptiv immobilisiert. Im Patientenserum vorhandenes spezifisches IgE bindet an der Position mit dem entsprechenden Allergen und wird mittels Anti-Human IgE detektiert. Anti-Human IgE ist an β-Galactosidase oder ¹²⁵I gebunden. Der Nachweis von gebundenem IgE erfolgt im Falle des Enzymimmunoassays photometrisch oder anhand des radioaktiven Isotopenzerfalls entsprechend Der Nachteil dieses Tests ist die große benötigte Serummenge von mehr als 10 ml und der hohe apparative und zeitliche Aufwand von mehr als 30 Minuten.

Weitere immunologische Tests die auf dem Markt erhältlich sind, basieren auf der Detektion einer Farbreaktion auf einem einfachen Cellulose Teststreifen wie z.B. Allergoscreen der Firma Ganzimmun oder Allergodip von Allergopharma. Diese Nachweismethode ist nicht sehr empfindlich und dient einer ersten qualitativen Aussage über die Existenz von allergischen Erkrankungen, ist jedoch zur klinischen Diagnostik nicht geeignet. [IV]

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Biosensor zum Nachweis einer Allergie eines Menschen bzw. eines Antikörpers in dessen Blut mittels eines Biosensors bereitzustellen und ein Betriebsverfahren dafür, womit eine Vielzahl von Allergien mit hoher Empfindlichkeit detektierbar und differenzierbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht jeweils durch die entsprechende Merkmalskombination von Anspruch 1 bzw. Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die allgemeine Erkenntnis zugrunde, dass

– Anitgen/Antikörper-Reaktionen mit einem enzymgekoppelten Detektionsantikörper markiert werden können,
– spezielle Proteine wie beispielsweise Protein A, G, G' oder L eine gerichtete Bindung der Antikörpermoleküle verursachen,
– ein Redoxrecycling durch enzymatische Abspaltung von beispielsweise pAP (para aminophenol) an IDS induziert werden kann,
– zur elektrochemischen Auslesung des Redoxrecycling eine Gegenelektrode und eine Referenzelektrode vorteilhaft sind,

Die Technologie der Biochipbasis ist bekannt aus:
[I], [II], [III].

Im Folgenden werden anhand von schematischen, die Erfindung nicht einschränkende Zeichnungen, Ausführungsbeispiele beschrieben:
1 zeigt einen schematischer Aufbau der biologischen Schicht auf den Goldelektroden und ein Schema der Nachweisfunktionen,
2 zeigt Elektrodenvorgänge an den Interdigitalelektroden bei der amperometrischen Auslesereaktion mit p-Aminophenol,
3 zeigt einen schematischen Aufbau eines Messplatzes zur Auslesung des Sensorchipsignales,
4 zeigt die Schematische Darstellung des verwendeten Sensorchips mit Referenzelektrode, Steckerkontakt für Mikropotentiostaten und Vergrößerung des Siliciumchips mit Interdigitalstrukturen und Gegenelektrode,
5 zeigt einen schematischen Aufbau einer Interdigitalstruktur,
6 zeigt ein typisches Sensorsignal bei der Messung einer Positiv- und einer Negativprobe am Beispiel der Hausstaubmilbenallergie.
Aufbau eines elektronisch auslesbaren Biosensors zum Nachweis des spezifischen Immunglobulin E (IgE), welches bei einer Allergie als Antikörper im Serum des Menschen auftritt.
Der Biochip bzw das Biochiparray sind durch nachfolgende Eigenschaften gekennzeichnet:
Die etwa 4,5mm·6mm großen Siliziumchips, die über eine Leiterplatte mit dem Auslesegerät kontaktiert werden, tragen je nach Layout eine Vielzahl, speziell zwischen 12 und 28, kreisförmige Gebiete mit Interdigitalstrukturen eines Durchmessers von 200 μm bis 400 μm. Die kammartigen Elektrodenfinger 13 der Interdigitalstrukturen weisen eine Breite von 1 μm und einen Abstand von maximal 1,0 μm auf. Zudem befindet sich eine Gegenelektrode 11 aus Gold auf dem Chip. Die Ag/AgCl Referenzelektrode 9, gegen welche das Elektrodenpotential eingestellt wird, befindet sich in diesem Fall nicht auf dem Chip, sie ist in das Flusssystem integriert.
Die Immobilisierung des Allergens 6 erfolgt auf den Goldelektroden 3 des Sensorchips 10. Dies geschieht mit Hilfe einer ersten Schicht aus Protein, die aus Protein A, G G' oder L besteht, in Kombination mit einer darauf folgenden Schicht mit einem immobilisierten sogenannten Fängerantikörper 5, an den das in einer dritten Schicht befindliche Allergen 6 gebunden wird.
Im Falle einer allergischen Erkrankung wird das im Serum eines allergischen Patienten vorhandene allergenspezifische IgE durch Antigen/Antikörper-Kopplung an das an der Oberfläche auf dem Biochip 10 immobilisierte Allergen 6 binden.
Diese Bindung wird mittels eines enzymmarkierten zweiten Antikörpers, dem Detektionsantikörper 7, nachgewiesen.
Die elektrische Auslesung des Sensorsignals erfolgt mit einem Multichannel Potentiostaten nach enzymatischer Freisetzung eines redoxreaktiven Moleküls, beispielsweise z.B. p-Aminophenol, an der Sensoroberfläche 1.
Durch den Nachweis des im Patientenserum auftretenden IgE mit Hilfe eines elektrischen Biochips kann sehr schnell, effizient und kostengünstig die Art der Allergie d.h. gegen welches Allergen der Patient eine allergische Reaktion zeigt, bestimmt werden.
Der verwendete Biosensor baut auf einer Siliziumbasis mit Gold-Interdigitalstrukturen 12 auf [I, II, III]. Die 4 und 5 zeigen schematisch die interdigitalen Elektrodenpaarstrukturen, die Beabstandungen im Mikrometerbereich aufweisen. Der Elektrodenpaarabstand muss kleiner als 1 μm sein.
Das Allergen wird durch folgenden Schichtaufbau auf den Gold-Interdigitalstrukturen des Biochips immobilisiert, siehe 1:
Der erste Schritt ist die Herstellung einer Proteinbasisbeschichtung, die durch unspezifische Adsorption von z.B. Protein A, G, G' oder Ldirekt auf der Goldoberfläche der Interdigitalstruktur erfolgt. Die Wahl des Proteins ist abhängig von dem Fängerantikörper 5.
Der zweite Schritt ist die gerichtete Bindung des Fängerantikörpers 5 an die erste Proteinbasisschicht.
Im dritten Schritt wird das entsprechende Allergen 6 selektiv an den Fängerantikörper 5 gebunden. Damit wird eine definierte und hoch selektive Chipoberfläche geschaffen.
Einen Schematischen Aufbau der biologischen Schicht auf den Goldelektroden 3 zeigt 1.
Durch die Immobilisierung von unterschiedlichen Allergenen an verschiedenen Positionen eines Sensorarrays, wobei mehrere hundert Positionen möglich sind, wird die Sensoroberfläche mittels der oben beschriebenen Beschichtung des Biochips (Proteinschicht/Fängerantikörper/Allergen) zu einer mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Allergenen belegbaren Analyselandschaft.
Zur Durchführung des ,in vitro' Allergietests wird der beschichtete Biosensorchip mit Serum der Patienten inkubiert. Bei einer positiven Reaktion bindet das im Serum vorhandene allergenspezifische Immunglobulin E 14 mit dem entsprechenden auf dem Chip immobilisierten Allergen 6 durch eine Antigen/Antikörper-Reaktion.
Durch Zugabe eines enzymgebundenen Detektionsantikörpers 7, der nur bei vorhandenem IgE an den entsprechenden Positionen bindet, erfolgt die Markierung der positiven Positionen mit dem Enzym 8, im vorliegenden Fall mit alkalischer Phosphatase, 1.
Zur elektrischen (amperometrischen) Auslesung wird der Biochip mit einem Multichannel-Potentiostaten kontaktiert, 2 und das zu dem eingesetzten Enzym 8 passende Substrat, z.B. p-Aminophenylphosphat, über ein Fluidiksystem entsprechend 2 zugeführt. Durch das Enzym alkalische Phosphatase, gekoppelt an dem Detektionsantikörper 7 wird das Substrat zu dem redoxaktiven p-Aminophenol umgesetzt. Bei einer bestimmten angelegten Spannung, wie beispielsweise 350 mV, zwischen den Elektroden des Biochips unterliegt das freigesetzte p- Aminophenol einer Reduktion und anschließender Oxidation an den Kathoden und Anoden der Interdigitalelektroden entsprechend 2, wodurch eine Änderung des Sensorsignal, als messbarer Strom im nA Bereich erzeugt wird.
Die Elektrodenvorgänge an den interdigitalen Elektrodenpaarstrukturen bei der amperometrischen Auslesereaktion mit p-Aminophenol zeigt 2.
Zur Detektion des spezifischen Immunglobulin IgE kann auch ein anderer enzymgebundener Detektionsantikörper 7 verwendet werden, wobei anstelle von p-Aminophenylphosphat dann jedoch auch ein anderes „passendes" Substrat treten muss, welches mit dem verwendeten Enzym 8 reagiert. Weitere passende enzymgebundene Antikörper bzw. deren Substrate sind:
β-Galactosidase, gekoppelt an den Detektionsantikörper und p-Aminophenyl-β-D- Galactopyranosid als Substrat.
Insgesamt werden bei dieser Detektion drei Antigen/Antikörper-Kopplungen bedient. Die erste liegt zwischen Fängerantikörper 5 und dem auf dem Biosensor immobilisierten Allergen 6, die zweite zwischen Allergen 6 und dem allergenspezifischen Immunglobulin E 14 und die dritte zwischen dem allergenspezifischen Immunglobulin E 14 und dem Detektionsantikörper.
Wesentliche Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass:
Mit Hilfe dieses amperometrischen Allergie-Biochips die Nachteile, die bei den herkömmlichen Allergietests vorherrschend sind, minimiert werden können.
Das vorgestellte Testprinzip zeichnet sich dadurch aus, dass bei einer sehr geringen Serummenge (~1μl) unter Verwendung entsprechend angepasster Sensorchips und Potentiostaten eine große Anzahl von Allergenen, beispielsweise mehr als 100 in sehr kurzer Zeit (10 Minuten) auslesen zu können.
Die Beeinträchtigung des Patienten besteht also nur in einer einmaligen Abnahme eines Tropfens Blut, was ohne Spritze möglich ist und ist dadurch im Vergleich zu gängigen ,in vitro' Allergietests, die eine Blutabnahme von mehreren Millilitern Blut erfordern, für die Testperson wesentlich angenehmer.
Der Test ist in kurzer Zeit mehrfach wiederholbar.
Es ist keine Probenvorbereitung wie z.B. Zellaufschluss, Reinigung des Serums, usw. nötig.
Durch Verwendung eines elektrischen Biochip können die Nachteile von optischen Methoden, die vor allem in dem hohen apparativen Aufwand liegen, verringert werden.
Mit diesem Biochip kann ein sehr kostengünstiger und einfacher Allergietest hergestellt werden.
Durch den Mehrschichtaufbau des Biochips zeigen sich auch keine Matrixeffekte, die ansonsten zu einer komplizierter Probenvorbereitung führen würden und die Testdauer deutlich erhöhen.
Für die Erfindung relevante Messaufbauten:
a) Aufbau des Messplatzes:
Einen schematischen Aufbau des Messplatzes zur Auslesung der Sensorchips zeigt 3.
b) Aufbau des Sensorchip-Systems
Eine schematische Darstellung des verwendeten Sensorchip mit Referenzelektrode, Steckerkontakt für Mikropotentiostaten und Vergrößerung des Siliciumchips 10 mit Interdigitalstrukturen 12 und Gegenelektrode 11 zeigt 4
c) Interdigitalstrukturen
Einen schematischen Aufbau einer interdigitalen Elektrodenpaarstruktur zeigt 5.
Am Beispiel des Hausstaubmilbenallergens ,Der p2' wurde die Funktionsfähigkeit des vorgestellten Messprinzips als in vitro Allergietest in einer praktischen Anwendung getestet. Dabei wurden zunächst nur 2 Positionen (2x 2 Interdigitalstrukturen) eines Chips parallel beschichtet und ausgelesen. Mittels Protein G' und dem monoklonalen Antikörper 1D8 (Anti-Der p2) wurde das Allergen auf der Elektrodenoberfläche gebunden. Anschließend wurde Position 1 mit einer bereits in einem anderen Verfahren positiv getesteten Blutprobe inkubiert, Position 2 mit einer negativen. Durch Zugabe des Detektionsantikörpers 7 (Anti-Human IgE) wird im Falle der Positivprobe vorhandenes Der p2-spezifisches IgE 14 mit Enzym 8 markiert und der Chip 10 direkt anschließend ausgelesen. Hierfür wird der Sensor in die Flusszelle eingebaut, mit dem Multichannel Potentiostaten kontaktiert und zunächst mit Puffer gespült. Nach der Zugabe von p-Aminophenylphosphat wird etwa 30 Sekunden gewartet und dann der Fluss gestoppt. 6.
Ein typisches Sensorsignal bei der Messung einer Positiv- und einer Negativprobe am Beispiel der Hausstaubmilbenallergie zeigt 6. In 6 ist zu erkennen, dass das Sensorsignal der Positivprobe während der gesamten Messung oberhalb des Signals der Negativprobe liegt. Erfahrungsgemäß können zwischen den einzelnen Positionen materialbedingt Abweichungen auftreten, so dass bereits vor der Substratzugabe beide Signale nicht erwartungsgemäß bei 0 nA liegen. Da zudem bei eingeschaltetem Fluss an der Positivposition generiertes p-Aminophenol einem aktiven Transport innerhalb der Zelle unterliegt, wird zur Auswertung des Sensorsignals das Verhalten der jeweiligen Positionen bei Flussstop betrachtet. Im Falle einer positiven Signalantwort steigt das Signal bei Flussstop an. Der Grund dafür liegt in der zunehmenden Konzentration an p-Aminophenol an der enzymbelegten Position, welches nicht durch den Fluss abtransportiert wird. Gleichzeitig wird das entstandene p-Aminophenol nicht zu der benachbarten Negativposition transportiert, so dass dort die Konzentration und damit auch das messbare Stromsignal bei Abschalten des Flusses einbricht.
Diese Methode hat sich bei der Messung mit Blutproben als zuverlässig erwiesen, da hierbei keine falsch-positiven Messergebnisse erzielt wurden, d.h. im Falle eines positiven Sensorsignals bei Flussstop lag auch immer eine positive Blutprobe vor.
Literatur:

[I] Hintsche, R. and M. Paeschke (2000). Detektion von Molekülen und Molekülkomplexen. Patentschrift DE 19610115C2 . Deutschland.
[II] Hintsche, R., M. Paeschke, et al. (1997). Microbiosensors using electrodes made in Si-technology. Frontiers in Biosensorics 1 – Fundamental Aspects: 267–283.
[III] Paeschke, M., F. Dietrich, et al. (1996). "Voltammetric Multichannel Measurements Using Silicon Fabricated Microelectrode Arrays." Electroanalysis 8(10): 891–898.
[IV] Schlenvoigt, G et al. (1997) Allergodip- ein neuer Streifentest zum Nachweis spezifischer IgE Antikörper in Seren von Allergikern im Vergleich mit CAP, Hautpricktest und der Klinik Allergologie, Jahrgang 20, Nr. 10, 512–518

Claims

Biosensor zur Bestimmung eines allergenspezifischen Immunglobulin E (IgE) (14) mittels Antigen/Antikörper-Kopplung, der aus folgenden Elementen besteht: – einem Siliziumsubstrat (2), – mindestens einer auf dem Siliziumsubstrat (2) aufgebrachten interdigitalen Elektrodenpaarstruktur (12) mit einer Beabstandung der Elektrodenpaare (13) von maximal 1,0 μm, – einer auf dem Siliziumsubstrat (2) aufgebrachten Gegenelektrode (11), – einer Referenzelektrode (9), – einer zumindest die interdigitale Elektrodenstruktur (12) überdeckende ersten Schicht aus Protein (4), – einer über der ersten Schicht aufgebrachten selektiven zweiten Schicht aus Protein, die einen ausgewählten Fängerantikörper (5) enthält, – einer über der zweiten Schicht aufgebrachten dritten Schicht, die das Allergen (6) enthält, welches an den Fängerantikörper (5) ankoppeln kann, – wobei ein Sensorsignal an der interdigitalen Elektrodenpaarstruktur (12) auslesbar ist, wenn aus einer mit dem Biosensor in Kontakt stehenden Probe eines menschlichen Blutserums ein allergenspezifisches Immunglobulin E (IgE) (14) an das auf der Sensoroberfläche (1) vorhandene Allergen (6) koppelt und mittels eines enzymmarkierten ebenfalls mit dem allergenspezifischen Immunglobulin E (IgE) (14) gekoppelten Detektionsantikörpers (7) eine enzymatische Freisetzung eines redoxreaktiven Moleküls an der Sensoroberfläche (1) erfolgt.
Biosensor nach Anspruch 1, bei dem die erste Proteinschicht aus den Proteinen A, G, G' oder L besteht.
Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zur Selektivitätssteigerung der zweiten Schicht die Fängerantikörper (5) eine gerichtete Bindung zum Protein (4) der ersten Schicht aufweisen.
Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem anstelle der amperometrischen Auslesung mittels Redoxrecycling eine Signaldetektion unter Wechselstrom oder cyclischer Voltammetrie erfolgt.
Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der zur Auslesung des Sensorsignales mit einem Potentiostaten gekoppelt ist.
Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zu analysierende Serumprobe als Fluid an der Oberfläche (1) des Biosensors über ein Flusssystem bereitgestellt ist.
Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem interdigitale Elektrodenstrukturen (12) und Gegenelektrode (11) aus Gold bestehen.
Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Referenzelektrode eine Ag/AgCl – Referenz darstellt.
Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Referenzelektrode (9) auf dem Biosensor integriert ist.
Verfahren zum Betrieb eines Biosensors zur Detektion von allergenspezifischem Immunglobulin E (IgE) (6) mittels Antigen/Antikörper-Kopplung, das folgende Schritte aufweist: – Herstellung einer ersten Schicht auf einem Siliziumsubstrat (2) aus einem Protein A, G, G' oder L bei gleichzeitiger Überdeckung von interdigitalen Elektrodenpaarstrukturen (12), die sich unmittelbar auf der Oberfläche des Siliziumssubstrates (2) befinden, – Herstellung einer zweiten Schicht auf der Proteinbasisbeschichtung welche einen mit dem Protein der ersten Schicht abgestimmten Fängerantikörper (5) enthält, welcher derart ausgewählt ist, dass dieser mit dem gesuchten Allergen (6) koppelt, – Herstellung einer dritten Schicht, die das Allergen (6) enthält, – Kontaktierung der Sensoroberfläche (1) mit einem zu analysierenden Blutserum, wobei ein im Blutserum enthaltenes allergenspezifisches Immunglobulin E (IgE) (14) selektiv an das Allergen (6) der obersten Schicht gebunden werden kann, – Markierung des allergenspezifischen Immunglobulin E (IgE) (14) durch einen Detektionsantikörpers (7), der mit einem Enzym (8) gekoppelt ist und der gleichzeitig mit dem allergenspezifischen Immunglobulin E (IgE) (14) koppelt, – Auslesung eines Sensorsignales an den interdigitalen Elektrodenpaarstrukturen (12) durch Redoxrecycling, wobei der enzymgebundene Detektionsantikörper (7) eine enzymatische Freisetzung eines redoxreaktiven Moleküles an der Sensoroberfläche bewirkt