DE19944128A1 - Verfahren zum Markieren eines Tiers sowie davon stammenden Produkten - Google Patents
Verfahren zum Markieren eines Tiers sowie davon stammenden ProduktenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Markieren eines Tiers sowie davon stammenden Produkten, wobei in den Körper des Tiers ein Transponder 12 eingebracht und dem Tier mindestens eine eine Immunreaktion auslösende Substanz 16 appliziert wird, die weder als Impfstoff noch über die Nahrungskette, noch über die Umwelt bei der üblichen Tierhaltung in den Organismus des Tiers gelangt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Markieren eines
Tiers sowie davon stammenden Produkten, ein Verfahren zum
Identifizieren der Markierung, einen Transponder und eine
Verwendung des Transponders.
Nach dem Stand der Technik werden Nutztiere, wie Rinder,
Schafe, Schweine und dgl., zur Erfassung und zum Herkunfts
nachweis üblicherweise mit einer Markierung, wie einer Ohr
marke, einer Tätowierung oder einem Transponder, versehen.
Transponder werden an verschiedenen Stellen des Tierkörpers
unter die Haut oder in das Muskelgewebe injiziert. Die Erken
nung eines Transponders basiert auf folgendem Prinzip: Von
einer Ausleseeinheit wird mittels einer Antenne ein elektro
magnetisches Feld in die Umgebung abgestrahlt. Gelangt der
Transponder in den Bereich des Felds, so erzeugt dieses durch
induktive Kopplung einen Strom im Transponder. Der Strom wird
genutzt, um mittels einer Antenne ein Signal auszusenden. Das
Signal wird von der Ausleseeinheit erfaßt und dekodiert. Zum
Betrieb solcher passiver Transponder ist keine weitere Ener
gieversorgung, z. B. in Form einer Batterie, notwendig.
Als nachteilig erweist sich bei diesen herkömmlichen Trans
pondern die geringe Abfrageentfernung, die in der Regel bei
30-50 cm liegt, so daß es bereits bei einer geringfügigen
Verlagerung des Transponders im Tier zu Fehlern beim Auslesen
kommen kann.
Ein weiterer Nachteil der vorerwähnten Markierungen besteht
darin, daß nach der Trennung des Tiers von der Markierung,
die z. B. bei der Schlachtung und Zerlegung des Tiers vorge
schrieben ist, eine Zuordnung einzelner Tierteile zum jewei
ligen Schlachttier nicht mehr möglich ist.
Dieser Nachteil kann durch eine biologische Markierung, wie
sie in der WO 98/18003 und in der WO 99/36775 beschrieben
ist, vermieden werden. Dabei wird dem Tier mindestens ein für
das Tier und den Konsumenten unschädliches Immunogen verab
reicht. Der Nachweis der induzierten spezifischen Antikörper
ermöglicht einen fälschungssicheren Herkunftsnachweis des le
benden Tiers und davon stammender Produkte, wie Fleisch und
Fleischerzeugnisse. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht
darin, daß zum Herkunftsnachweis vom Tier eine Probe genommen
werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand
der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll ein zuverlässi
ges, schnelles und berührungsloses Erfassen und Identifizie
ren eines Tiers ermöglicht werden, ohne daß von dem Tier eine
Probe genommen werden muß. Darüber hinaus soll aber auch ein
zuverlässiger und fälschungssicherer Nachweis ermöglicht wer
den, mit dem nach der Schlachtung des Tiers die Herkunft da
von stammender Produkte eindeutig festgestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11
gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Merkmalen 2 bis 10 und 12 bis 16.
Zur Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren zum Markieren eines
Tiers sowie davon stammenden Produkten vorgesehen, bei dem
ein Transponder in den Körper des Tiers eingebracht und dem
Tier mindestens eine eine Immunreaktion auslösende Substanz
appliziert wird, die weder als Impfstoff, noch über die Nah
rungskette, noch über die Umwelt bei der üblichen Tierhaltung
in den Organismus des Tiers gelangt.
Die durch die Substanz ausgelöste Immunreaktion findet in den
Tieren üblicherweise nicht statt, weil sie mit den diese Im
munreaktion auslösenden Substanzen nicht in Kontakt kommen.
Bei der Auswahl aller Substanzen ist daher darauf zu achten,
daß sie weder als Impfstoff, noch über die Nahrungskette,
noch über die Umwelt bei der üblichen Tierhaltung in den Or
ganismus des Tiers gelangen. Darüber hinaus sollte die Sub
stanz sowohl für das Tier als auch für den Verbraucher, der
Produkte aus einem mit dieser Substanz markierten Tier konsu
miert, unbedenklich sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß durch die
Immunreaktion eine biologische Markierung geschaffen wird,
die untrennbar mit dem Tier verbunden ist und die durch die
bei der Schlachtung und Zerlegung vorgeschriebene Entnahme
des Transponders nicht entfernt wird, sondern in den Teil
stücken des Tieres verbleibt. Gleichzeitig wird durch den
Transponder die Möglichkeit geschaffen, das Tier zuverlässig,
schnell und berührungslos zu identifizieren. Die biologische
Markierung kann nicht ausgetauscht oder gefälscht werden; sie
kann sowohl in Teilen des Tiers, als auch in davon stammenden
Produkten nachgewiesen werden. Ein Nachweis ist beispielswei
se im Blut, in der Milch oder in anderen Körpersekreten des
Tiers oder im Tropf- oder Pressaft des Fleischs möglich.
Weiterhin ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteil
haft, daß der Transponder und die Substanz gleichzeitig, d. h.
in einem Arbeitsschritt verabreicht werden können. So ist es
beispielsweise möglich, die in Lösung oder als Suspension
vorliegende Substanz zusammen mit dem Transponder zu injizie
ren.
Besonders vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Verfah
ren, daß durch die Doppelmarkierung des Tiers eine deutlich
erhöhte Sicherheit gewährleistet wird. So läßt sich bei einem
Tier, bei dem der Transponder verloren gegangen oder beschä
digt worden ist, dennoch durch die biologische Markierung die
Herkunft des Tiers nachweisen.
Die applizierte Substanz kann sowohl direkt als auch indirekt
eine Immunreaktion auslösen. Substanzen, die direkt eine Im
munreaktion auslösen sind z. B. Proteine oder Peptide oder
Fragmente davon, wie: "keyhole limpet hemocyanine", "green
fluorescent protein" aus Aequoria victoria, inaktive Schlan
gentoxine, Virusproteine, Hirudin, Pheromonotropin, Renalexin
und artifizielle Proteine und Peptide, deren Aminosäurese
quenz keinem bisher bekannten Stoff entspricht, welche aber
für das Tier und den Konsumenten unbedenklich sind.
Indirekt kann eine Immunreaktion z. B. dadurch ausgelöst wer
den, daß eine für ein bestimmtes Immunogen codierende Nu
kleinsäure in einem geeigneten Expressionsvektor appliziert
wird. Ein solches Immunogen kann z. B. eines der oben angege
benen Proteine oder Peptide sein.
Weiterhin kann die Substanz aber auch ein chemisches Agens
oder eine chemische Gruppe, wie die Dinitrophenyl-Gruppe
sein. Häufig müssen chemische Agenzien oder chemische Gruppen
an größere Moleküle gekoppelt werden, um immunogen zu sein.
Die Dinitrophenyl-Gruppe kann z. B. an ein Protein, wie Rin
derserumalbumin gekoppelt werden und wird dadurch immunogen.
Die Substanz kann an einen Trägerstoff gekoppelt sein und zu
sammen mit Hilfsstoffen, wie bspw. zusätzlichen Adjuvantien,
in Lösung, als Suspension oder als Implantat appliziert wer
den. Auch die Verabreichung einer Mischung der Substanzen ist
vorgesehen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist der Transponder in ein, vorzugsweise biolo
gisch inertes, Material eingebettet. In einer weiterhin be
vorzugten Ausgestaltung ist dieses Material mit der Substanz
beschichtet.
Die Substanz kann, vorzugsweise über eine Zwischenschicht, an
das Material gebunden sein. Die Bindung kann dabei eine kova
lente oder eine nicht-kovalente sein und direkt oder über
bindungsvermittelnde Agenzien, wie z. B. Biotin, erfolgen. Die
Zwischenschicht kann z. B. aus Polystyrol oder Polycarbonat
bestehen. Vorteilhaft ist dabei, daß durch die Bindung ein
Adjuvanseffekt erzielt wird. Außerdem kann die Substanz im
Körper des Tiers langsam freigesetzt werden. Das bewirkt eine
starke und anhaltende Stimulation der Immunantwort und damit
einen dauerhaft nachweisbaren Antikörpertiter.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungs
gemäßen Verfahrens ist die Substanz von einem die Zugänglich
keit im Körper des Tiers verzögernden Mittel umhüllt. Durch
dieses Mittel ist die Substanz zunächst vor dem Angriff des
Immunsystems geschützt. Es bietet somit den Vorteil, daß eine
Implantation bereits im perinatalen Zeitraum, z. B. im Zusam
menhang mit anderen üblicherweise durchzuführenden Behandlun
gen, erfolgen kann. Die Antikörperbildung wird zunächst ver
zögert und z. B. erst nach einigen Wochen induziert.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, mehrere Schichten mit
zwischengeschalteten Mitteln vorzusehen. Dadurch ist ein wie
derholtes Freisetzen der Substanz über einen längeren Zeit
raum möglich, so daß durch die mehrfache Stimulation der Im
munreaktion ein hoher, langfristig bestehender Antikörperti
ter erreicht wird.
Ein weiterer Vorteil eines mehrschichtigen Aufbaus besteht
darin, daß verschiedene Substanzen eingesetzt werden können.
Durch eine über die Lebenszeit des Tiers erfolgende sukzessi
ve Freisetzung dieser Substanzen kann dann auch eine biologi
sche Markierung erfolgen, durch die das Alter des Tiers so
wohl am lebenden Tier, als auch an einzelnen von dem Tier
stammenden Produkten, wie Fleisch und Fleischerzeugnissen
festgestellt werden kann.
Als die Zugänglichkeit verzögernde Mittel können verschiedene
Biopolymere verwendet werden, wie z. B. Polyglycolsäure, Poly
dioxanon, Polyglycolide, Polylactide, Homo- und/oder Copoly
mere von Glycoliden und D-/L-Lactiden und/oder weitere biolo
gisch abbaubare Bestandteile, wie sie z. B. in US 3 887 699,
US 3 991 766, US 4 045 418 und US 4 137 921 beschrieben sind
und deren Offenbarungsgehalt hiermit einbezogen wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens
enthält die Substanz mindestens eine der folgenden Komponen
ten: Peptide, insbesondere solche mit mindestens einer nicht-
physiologischen Aminosäure, einer modifizierten Aminosäure,
einer D-Aminosäure und/oder einem Derivat solcher Aminosäu
ren, und Nukleinsäuren, insbesondere solche, die in einem Ex
pressionsvektor enthalten sind. Modifizierte Aminosäuren und
Derivate können z. B. Selen, Alkyl-, Phenyl- oder sonstige Re
ste oder Kohlenhydrate enthalten.
Ein Vorteile von Peptiden mit derartigen Aminosäuren bestehen
darin, daß damit Substanzen bereitgestellt werden können, bei
denen mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann, daß die zu
markierenden Tiere zuvor damit in Kontakt gekommen sind. Dar
über hinaus bieten diese Aminosäuren den Vorteil, daß durch
deren Kombination eine sehr große Anzahl unterschiedlicher
Peptide bereitgestellt werden kann, so daß sogar individuelle
Markierungen einzelner Tiere möglich sind. Vorteilhaft ist
weiterhin, daß mit den oben erwähnten Aminosäuren Peptide be
reitgestellt werden können, die im Körper der Tiere viel sta
biler sind, als Peptide mit natürlich vorkommenden Aminosäu
ren und die dadurch zu einer länger anhaltenden Immunstimula
tion und damit einem besseren Antikörpertiter führen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens
enthält der Transponder eine digitale Schaltung, die einen
spezifischen Code generiert. Der Vorteil der digitalen gegen
über der analogen Transpondertechnik besteht darin, daß zu
einer fehlerfreien Detektion des Signals des Transponders ei
ne deutlich geringere Sendeleistung notwendig ist. Das ermög
licht eine Abfrage aus deutlich größeren Entfernungen.
Die Digitaltechnologie bietet weiterhin den Vorteil, daß da
durch eine sehr schnelle Verarbeitung großer Datenvolumina
möglich ist. Dies erleichtert zusammen mit der deutlich er
höhten Reichweite vor allem die simultane Erfassung größerer
Gruppen von Nutztieren.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Identifizie
ren der Markierung eines erfindungsgemäß markierten Tiers,
wobei mittels einer externen Sende- und Detektoreinrichtung
aus dem Transponder ein Code ausgelesen wird. Auf diese Weise
ist es beispielsweise möglich Nutztiere in einem Betrieb in
dividuell an einem Futterautomat mit Futter und bestimmten
Zusatzstoffen zu versorgen oder schnell die Herkunft einzel
ner Tiere beim Durchtrieb zu erfassen. Das Verfahren ermög
licht auch die maschinelle Erfassung der Herkunft bereits ge
schlachteter Tiere, die den Transponder noch enthalten, so
daß dadurch beispielsweise in einem Zerlegebetrieb eine von
der Herkunft abhängige Verarbeitung automatisch gesteuert
werden kann.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Iden
tifizieren der Markierung eines nach einem erfindungsgemäßen
Verfahren markierten Tiers, wobei durch das Einbringen der
Substanz in dem Tier spezifisch gebildete Antikörper oder T-
Zellen oder deren Rezeptoren nachgewiesen werden. Der vorge
schlagene Nachweis erfordert nicht das Vorhandensein des
Transponders. Dazu kann beispielsweise der Tropfsaft des
Fleisches hergenommen werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver
fahrens wird mindestens eines der folgenden Verfahren ange
wendet: Enzyme Linked Immunosorbent Assay (= ELISA), Enzyme
Immuno Assay (= EIA), Immunoblot (= Westernblot), Immundiffu
sion, Immunfluoreszenz, Radio Immuno Assay (= RIA), Nachweis
unter Verwendung eines Teststäbchens und Nachweis unter Ver
wendung eines Testchips. Besonders einfach ist der Nachweis,
wenn er unter Verwendung von Teststäbchen durchgeführt wird,
die bspw. in den Tropfsaft des Fleisches des geschlachteten
Tiers getaucht werden. Bei kontrollierter Abgabe und Anwen
dung der beschriebenen Markierung, kann die Herkunft von aus
geschlachteten Nutztieren gewonnenen Produkten durch jeder
mann geprüft und festgestellt werden.
Die Erfindung betrifft ferner einen Transponder, beschichtet
mit mindestens einer eine Immunreaktion in Tieren auslösenden
Substanz, die weder als Impfstoff, noch über die Nahrungsket
te, noch über die Umwelt bei der üblichen Tierhaltung in den
Organismus des Tiers gelangt. Die Substanz kann über eine
Zwischenschicht an den Transponder gebunden sein. Ferner kann
die Substanz von einem die Zugänglichkeit im Körper des Tiers
verzögernden Mittel umhüllt sein. Der erfindungsgemäße Trans
ponder enthält vorzugsweise eine digitale Schaltung, die ei
nen spezifischen Code generiert.
Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfin
dungsgemäßen Transponders zum Markieren eines Tiers.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den je
weils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kom
binationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den
Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus folgendem Ausführungsbei
spiel und im Zusammenhang mit der Zeichnung. Hier zeigen
Fig. 1 eine stark schematisierte Schnittdarstellung eines er
sten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen
Transponders und
Fig. 2 eine stark schematisierte Schnittdarstellung eines
zweiten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen
Transponders.
In beiden Figuren ist mit dem Bezugszeichen 10 insgesamt eine
Vorrichtung in Form eines Transponders 12, der in ein biolo
gisch inertes Material 14 eingebettet ist, bezeichnet. Fig. 1
zeigt das direkt mit der Substanz 16 beschichtete Material
14, das z. B. Glas, Polyethylen, Polystyrol oder Polycarbonat
sein kann. Alternativ kann, wie in Fig. 2 dargestellt, die
Substanz 16 über eine Zwischenschicht 15, die z. B. aus Po
lystyrol oder Polycarbonat bestehen kann, an das Material 14
gebunden sein. Bei beiden Figuren ist die Substanz 16 von ei
nem die Zugänglichkeit im Körper des Tiers verzögernden Mit
tel 18 umhüllt. Von der Substanz 16 sind jeweils exemplarisch
nur wenige Moleküle schematisch dargestellt. Bei dem erfin
dungsgemäßen Verfahren wird eine solche Vorrichtung 10 in ein
zu markierendes Tier eingebracht, indem sie beispielsweise
subcutan injiziert wird. Im Laufe der Zeit, bspw. einigen Wo
chen, löst sich dann das Mittel 18, das bspw. aus Polyglycol
säure besteht, auf. Dadurch wird die Substanz 16, die bspw.
"keyhole limpet hemocyanine" sein kann, für das Immunsystem
des Tiers zugänglich und bewirkt in dem Tier direkt oder in
direkt eine Immunreaktion. Die Substanz 16 kann dabei sehr
langsam über die gesamte Lebensdauer des Tiers abgegeben wer
den, so daß in dem Tier über eine lange Zeit ein hoher Anti
körpertiter besteht. Der Transponder 12 kann eine digitale
Schaltung enthalten, die einen spezifischen Code generiert
und damit eine größere Abfrageentfernung ermöglicht als her
kömmliche Transponder. So lange der derart markierte Tierkör
per den Transponder 12 enthält, kann er über eine entspre
chende Sende- und Detektoreinrichtung erfaßt werden. Nach der
Schlachtung und Zerlegung des Tiers können die gegen die Sub
stanz 16 gebildeten Antikörper bspw. im Tropfsaft des Flei
sches des geschlachteten Tiers nachgewiesen werden. Dies kann
bspw. durch einen ELISA erfolgen, bei dem die Substanz 16 an
einer Mikrotiterplatte immobilisiert wird. Die daran binden
den Antikörper aus dem Tropfsaft des Fleisches können dann
mittels der Bindung enzymmarkierter sekundärer Antikörper,
die gegen Antikörper des Tiers gerichtet sind, und einer ent
sprechenden Enzymreaktion nachgewiesen werden.
Claims (15)
1. Verfahren zum Markieren eines Tiers sowie davon stammen
den Produkten, wobei in den Körper des Tiers ein Transponder
(12) eingebracht und dem Tier mindestens eine eine Immunreak
tion auslösende Substanz (16) appliziert wird, die weder als
Impfstoff, noch über die Nahrungskette, noch über die Umwelt
bei der üblichen Tierhaltung in den Organismus des Tiers ge
langt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Transponder (12) in
ein, vorzugsweise biologisch inertes, Material (14) eingebet
tet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Material (14) mit
der Substanz (16) beschichtet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Substanz (16), vor
zugsweise über eine Zwischenschicht (15), an das Material
(14) gebunden ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die
Substanz (16) von einem die Zugänglichkeit im Körper des
Tiers verzögernden Mittel (18) umhüllt ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die
Substanz mindestens eine der folgenden Komponenten enthält:
Peptide, insbesondere solche mit mindestens einer nicht-
physiologischen Aminosäure, einer modifizierten Aminosäure,
einer D-Aminosäure und/oder einem Derivat solcher Aminosäu
ren, und Nukleinsäuren, insbesondere solche, die in einem Ex
pressionsvektor enthalten sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der
Transponder (12) eine digitale Schaltung enthält, die einen
spezifischen Code generiert.
8. Verfahren zum Identifizieren der Markierung eines nach
einem der vorhergehenden Ansprüche markierten Tiers, wobei
mittels einer externen Sende- und Detektoreinrichtung aus dem
Transponder (12) ein Code ausgelesen wird.
9. Verfahren zum Identifizieren der Markierung eines nach
einem der Ansprüche 1 bis 7 markierten Tiers, insbesondere
nach Anspruch 8, wobei in dem Tier durch die Substanz (16)
spezifisch gebildete Antikörper und/oder T-Zellen und/oder
deren Rezeptoren nachgewiesen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei mindestens eines der
folgenden Verfahren angewendet wird: Enzyme Linked Immunosor
bent Assay (= ELISA), Enzyme Immuno Assay (= EIA), Immunoblot
(= Westernblot), Immundiffusion, Immunfluoreszenz, Radio Im
muno Assay (= RIA), Nachweis unter Verwendung eines Test
stäbchens und Nachweis unter Verwendung eines Testchips.
11. Transponder (12), beschichtet mit mindestens einer eine
Immunreaktion in Tieren auslösenden Substanz (16), die weder
als Impfstoff, noch über die Nahrungskette, noch über die Um
welt bei der üblichen Tierhaltung in den Organismus des Tiers
gelangt.
12. Transponder (12) nach Anspruch 11, wobei die Substanz
(16), vorzugsweise über eine Zwischenschicht (15), an den
Transponder (12) gebunden ist.
13. Transponder (12) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die
Substanz (16) von einem die Zugänglichkeit im Körper des
Tiers verzögernden Mittel (18) umhüllt ist.
14. Transponder (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wo
bei der Transponder (12) eine digitale Schaltung enthält, die
einen spezifischen Code generiert.
15. Verwendung eines Transponders (12) nach einem der An
sprüche 11 bis 14 zum Markieren eines Tiers.
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