Die Wissenschaft hinter Nima

Das Gründerteam von Nima lernte sich am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, Massachusetts (USA) kennen. Der Gluten-Tester wurde entwickelt von Ingenieuren und Doktoranden von MIT, Caltech, Stanford und Dartmouth, zum Teil mit Erfahrung in der Entwicklung von Verbraucherprodukten bei Firmen wie Nike, Google, Johnson & Johnson sowie von medizinischen Geräten bei Firmen wie Cepheid und Agamatrix. Bei der Entwicklung von Nima wurde ein antikörperbasiertes biochemisches Verfahren, das zum Protein- bzw. Allergennachweis eingesetzt wird, in eine tragbare und bedienerfreundliche Hardware-Einheit integriert, die zum Nachweis elektronische Sensoren und urheberrechtlich geschützte Algorithmen nutzt. Die wichtigsten Kriterien beim Design von Nima waren Sensitivität und Spezifität in Bezug auf Gluten, Messgeschwindigkeit, Tragbarkeit und Bedienerfreundlichkeit.

Der wissenschaftliche Beirat von Nima

Die Nima-Erfahrung berührt viele Aspekte des Lebens: Gesundheit, Wohlbefinden, Gastronomie und Daten aus der Testung von Gluten-haltigen Lebensmitteln. Seit seiner Gründung wird Nima von Fachleuten und Forschern auf den Gebieten Medizin, Ernährung und Gastronomie unterstützt und beraten. Unsere Berater sind Pioniere auf ihren jeweiligen Gebieten.

Berater

Das antikörperbasierte biochemische Verfahren von Nima

Ein Antikörper ist ein langkettiges, Y-förmiges Protein, das ein bestimmtes Zielprotein erkennt und sich daran bindet. Antikörper werden routinemäßig verwendet, um in Labortests bestimmte Proteine nachzuweisen.

Gluten-Antikörper


Das Team von Nima entwickelte ein Antikörperpaar speziell zum Nachweis von Gluten. Es gibt bereits Gluten-Antikörper auf dem Markt, doch keine davon erfüllten die von Nima gestellten Sensitivitäts- und Spezifitätsanforderungen. Die Nima Antikörper 13F6 und 14G11 binden sich an einen Teil des Gluten-Proteins, das so genannte 33-mer Gluten-Fragment, das als „toxischer“ Anteil des Gluten-Proteins bekannt ist und die Autoimmunreaktion hervorruft.


Die Gluten-Antikörper von Nima werden derzeit im Elisa Kit von BioFront zum Gluten-Nachweis verwendet, beim dem eine ausgezeichnete Sensitivitäts- und Spezifitätsleistung bei einem breiten Spektrum von Lebensmitteln festgestellt wurde.

Die Nima-Testkapsel

Teststreifen

Jede Nima Kapsel enthält einen Teststreifen, der mit unseren Antikörpern präpariert ist. Falls in einem getesteten Lebensmittel das betreffende Protein vorhanden ist, binden sich die Antikörper an das Protein und rufen eine Signaländerung auf dem Teststreifen hervor, die von der Nima-Elektronik und dem Verarbeitungsalgorithmus erkannt wird.

Flüssigkeitsextraktionspuffer

Wenn das betreffende Protein in einem Lebensmittel vorhanden ist, sind die Moleküle von umgebenden Lebensmittelmolekülen eingeschlossen. Um das Protein in Lebensmitteln nachweisen zu können, müssen die Moleküle isoliert und aus den übrigen Lebensmittelmolekülen extrahiert werden. Das Nima-Team hat eine Extraktionspufferlösung entwickelt, welche die Bindungen zwischen diesen Proteinen und anderen Lebensmittelmolekülen aufbrechen kann, so dass das Protein selbst in einer Flüssigmischung zurückbleibt, die auf den Streifen reagiert.

Mahl- und Mischmechanismus

Beim Testen eines Lebensmittels auf ein bestimmtes Allergen sind mehrere mechanische Schritte erforderlich, um ein Ergebnis zu erhalten. Wenn der Deckel festgeschraubt wird, beginnt ein Mahlvorgang, bei dem das Lebensmittel in kleine Partikel zerlegt wird, um die Oberfläche, die der Pufferlösung ausgesetzt wird, zu vergrößern. Nach dem Mahlen des Lebensmittels wird dieses durch eine letzte Umdrehung des Deckels der Extraktionspufferlösung ausgesetzt. Nima mischt das Lebensmittel und die Pufferlösung in der Kapsel mithilfe eines Motors. Sobald der Mischvorgang abgeschlossen ist, wird die Lösung auf den mit Antikörpern präparieren Teststreifen geleitet, wo die chemische Reaktion beginnt.

Nima-Sensor und Algorithmus


Wenn der Teststreifen entwickelt wird, erkennt ein elektronischer Sensor mit dazugehörigem Algorithmus das Testergebnis. Dadurch dass das Ergebnis elektronisch gelesen wird, ist kein geschulter Bediener erforderlich, der die Ergebnisse auswertet (wie dies bei anderen Labor-Tests der Fall ist) und die Wahrscheinlichkeit einer Fehlinterpretation der Ergebnisse (wie sie z.B. bei Schwangerschaftstests aus der Apotheke vorkommt) ist geringer. Der Algorithmus wird laufend optimiert und kann durch Herunterladen der neusten Firmware-Updates über die Nima-App aktualisiert werden.

Effizienz von Nima


Das Nima-System ist ausgiebig getestet worden. Tausende von Tests fanden in unseren Labors, in der Praxis und in Labors von Dritten statt. Bei unseren internen Tests wurden Hunderte von Lebensmittelproben getestet.

Gluten

Bei 447 Tests mit 57 Lebensmitteln, die das Nima-Team durchführte und mit ELISA Ergebnissen verglich, zeigte Nima in 98,7 % der Fälle bei Proben, die Gluten in Mengen von 20 ppm und mehr enthielten, „Gluten gefunden“ an. Diese Studie ergab außerdem, dass Nima in 7,8 % der Fälle bei Lebensmitteln, bei denen ELISA eine Gluten-Mengen < 2 ppm ermittelte, ebenfalls „Gluten gefunden“ anzeigte. Die vollständige Nima-Studie wurde einer begutachteten Fachzeitschrift vorgelegt.  Mehr erfahren.

Bei 390 Tests mit 13 Lebensmittelproben, die das FARRP-Team (Food Allergy Research and Resource Program) durchführte und mit ELISA Ergebnissen verglich, zeigte Nima in 92,7 % der Fälle bei Proben, die Gluten in Mengen von 20 ppm und mehr enthielten, „Gluten gefunden“ an. Die vollständige FARRP Studie wurde akzeptiert und wartet auf die Publikation im Journal of Food Protection. Zum Webinar mit den Ergebnissen.

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