Im September 2018 wurde die Tierhaardentifikation mit MALDI-TOF als Standard (ISO) in Japan veröffentlicht, um tierspezifische Polypeptide zu erkennen. Außerdem wird es als japanischer Industriestandard (JIS) festgelegt. Auch mit nur einem Haar kann diese Identifikationsmethode analysiert werden. Daher kann nicht nur die Fälschung von Kassamm verhindert werden, sondern auch für die Identifizierung verschiedener Haare wie Federn, menschliches Haar und die Untersuchung der Lebensmittelmischung von Fremdkörpern verwendet werden. Diese Methode wurde vom Institut für Genomische Biotechnik der Kanazawa Technischen Universität auf der Grundlage des Shimazu MALDI-TOF-Systems entwickelt.

Die Analysetechnologie für die Identifizierung von Tierhaaren spielt in allen Bereichen eine wichtige Rolle. Tierhaare werden verwendet, um verschiedene Faserprodukte wie Jacken, Tops und Pullover herzustellen. Bei der Herstellung solcher Faserprodukte ist es verpflichtet, die Art der Faser und die Mischquote bei der Verwendung mehrerer Fasern gemäß dem Gesetz zur Kennzeichnung der Qualität von Haushaltsgeräten zu kennzeichnen. Darüber hinaus ist die Bestimmung der Haarart, wenn Haare in Lebensmittel gemischt werden, von entscheidender Bedeutung für den eindeutigen Weg zur Mischung.

Abgesehen von Feuchtigkeit besteht etwa 90% des Haares aus Proteinen. Abbildung 1 zeigt die Struktur der Tierhaare.

Abbildung 1 Muster von Tierhaaren

Während das Haar äußere Stöße verhindert, spielt es auch eine Wärmedämmungsfunktion, die eng mit der Haarstruktur verbunden ist. Das Protein des Haares enthält eine große Menge an Steroiden, die durch die Bindung von Steroiden mehrere Vernetzungsstrukturen zwischen den Molekülen bilden. Die chemische Analyse des Haares muss aufgelöst werden, indem eine Substanz namens Reduktionsmittel verwendet wird, um die Dischwefelbindungen zu schneiden. Darüber hinaus enthält der erhaltene Proteinextrakt eine Vielzahl von Substanzen wie Proteine und Salze und muss daher durch Polyacrylamid-Gelelektrophoresis (SDS-PAGE) etc. gereinigt werden. Tierhaarfaser MALDI-TOF Identifizierungsprozess wie in Abbildung 2 gezeigt:

Abbildung 2 MALDI-TOF MS Tierhaaranalyse

* Polypeptide MALDI-TOF MS Analyse, die mit MALDI-TOF MS eine Kristallprobe auf einem Metallzielplatten nachweist. Anpassung der Erkennungsbedingungen wie Laserleistung, um sicherzustellen, dass eine gute Auflösung im Bereich m / z 2450-2750 bei der Beobachtung von Spezifischen Spitzen der Tierart erzielt wird.

Durchführung des MALDI-TOF MS-Tests durch eine * lysierte Probe des SDS-PAGE-Proteinbandes. Finden Sie spezifische Spitzenrepräsentanten verschiedener Tierarten.

(a)Band 1 KeratinBand II (b) Band 2 Keratin III

Abbildung 3 MALDI-TOF MS-Prüfdiagramm

Mit der MALDI-TOF MS-Technologie werden Differenzspitzen im Bereich m/z 2450-2750 und spezifische Spitzen zwischen Kassem, Wolle und Yak-Haar gefunden. Wie in Abbildung 4 gezeigt.

Abbildung 4 Spitze der Tierartenspezifizität in MALDI-TOF MS

Tabelle 1 Aminosäuresequenzen für tierspezifische Peptide*1

*1 Der schwarze Spitzenpunkt ist der Hauptspitzenpunkt

Eine MS/MS-Analyse dieser Tierspezifischkeitspitzen wurde durchgeführt, um die Ergebnisse der Aminosäureanordnung wie in Tabelle 1 dargestellt zu spekulieren (2). Ein Peptid, das aus 23 Aminosäuren besteht, gibt es eine zwischen Cashmere und Wolle und vier Aminosäuren zwischen Cashmere und Yak-Wolle.

Viele Faserprodukte werden während des Verarbeitungsprozesses durch Bleichen, Entfärben, Färben und andere chemische Behandlungen behandelt, aber die spezielle Spitzenposition des Tierhaars wird sich nicht durch diese Behandlungen ändern, so dass es klar ist, dass es verwendet werden kann, um die Tierhaararten in Faserprodukten zu identifizieren.

Analyse eines Haares

Bei der Analyse von Tierhaaren in Faserprodukten, um Abweichungen in der Produktzusammensetzung zu vermeiden, ist es gut, eine große Probenahme des Produkts zu durchschnitten und einen Teil davon zu verwenden. Eine Mikroanalyse ist daher selten erforderlich. Auf der anderen Seite wird bei der Analyse von Haaren, die in Lebensmitteln gemischt sind, empfohlen, eine möglichst geringe Probenmenge zur Analyse zu verwenden.

In wissenschaftlichen Untersuchungen kann durch die DNA-Analyse von Haaren eine Vielzahl von Informationen erhalten werden, die auf Blutgruppen und andere Bezüge stehen, die individuelle Merkmale bestimmen können. Allerdings haben die meisten Tierhaare, die in Faserprodukten verwendet werden, nur einen Teil des Haartrockens, insbesondere stark gefärbte Produkte, die eine DNA-Analyse schwierig machen. Mit der MALDI-TOF MS-Methode wird das Protein analysiert, so dass auch ein Haar ausreichend nachgewiesen werden kann.

Die Spitzenpositionen der Spezifitäten variieren je nach Tierart, aber Tiere mit denselben Eigenschaften haben häufiger Spitzenpositionen an derselben Stelle. Die Erkennung durch ein Mikroskop ist notwendig, z. B. Kashmus und Angolan Ziegenwolle. Tabelle 2 zeigt die Spitzenposition (m/z) der wichtigsten tierspezifischen Spitzen sowie die vermutete Anordnung der Aminosäuren aus der Datenbank. Die Hauptspitzenposition von Fuchsen, Hunden und Katzen ist die gleiche, aber man kann sehen, dass der zweite Spitzenpunkt des Fuchses 2638 und der Hund 2641 ist, so dass man über sie beurteilen kann. Neben den hier dargestellten Tieren können auch Tiere, die die Genomdatenbank nutzen können, den Standort der Spitzenspezifizität spekulieren und bestätigen. Auf diese Weise kann nur das m/z2450-2750-Spektrum die Art der enthaltenen Tierhaare bestimmen, was ein wesentliches Merkmal der MALDI-TOF MS-Methode ist.

Abbildung 6 Tierart-spezifische Spitze von 1 Haar MALDI-TOF MS Analyse erhalten

Tabelle 2 Aminosäureanordnung und Spitzenpositionen verschiedener Tierhaarspezifischer Peptide (m/z)

*1 Nach der NCBI-Datenbank https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ (Vermutung)

Referenzen:

Shimazu Anwendungsnachrichten Nr. 65 und Literatur

1) 大1、出村由香、佐野元昭、 SEN’I GAKKAISHI、68（10）、276 （2012）．

2) Shin-i, Yushika, Yusho, Yoshichiro, SEN’I GAKKAISHI，70 (6)、114 (2014)．

ISO20418-2 Textilien - Qualitative und quantitative proteomische Analyse einiger tierischer Haarfasern - Teil 2: Peptidendetektion mit MALDI-TOF MS.