Συμμετέχοντες Νέοι Ερευνητές: Δρ. Χρυσούλα-Ευαγγελία Καραχάλιου & Δρ. Γεώργιος Κουκουβίνος

Ακαδημαϊκή Σύμβουλος: Δρ. Ευαγγελία ΛΙΒΑΝΙΟΥ

Αναπληρωτής Ακαδημαϊκός Σύμβουλος: Δρ. Σωτήριος Κακαμπάκος

Προϋπολογισμός: 50.050 ευρώ

Μία από τις μεγαλύτερες ομάδες φυτοφαρμάκων αποτελείται από οργανικές ενώσεις μικρού μοριακού βάρους (απτένια – haptens), που περιέχουν στη δομή τους «πυρήνα» βενζιμιδαζολίου («φυτοφάρμακα με δομή βενζιμιδαζολίου», π.χ. carbendazim, benomyl) και δρουν ως μυκητοκτόνα. Παρά τα αδιαμφισβήτητα οφέλη της χρήσης τους στη γεωργία, τα φυτοφάρμακα αυτά έχουν συνδεθεί με σειρά τοξικών επιπτώσεων στους ζωντανούς οργανισμούς, συνήθως μέσω της μόλυνσης της τροφικής αλυσίδας. Για το λόγο αυτό, είναι απαραίτητος ο έλεγχος των επιπέδων τους, σε επιλεγμένα δείγματα, ο οποίος γίνεται συνήθως με μεθόδους ενόργανης ανάλυσης. Εναλλακτικά, έχουν αναπτυχθεί ανοσοχημικές αναλυτικές μέθοδοι προσδιορισμού, ωστόσο, πολύ συχνά τα αντίστοιχα αντισώματα δεν είναι ευρέως διαθέσιμα, επειδή έχουν αναπτυχθεί (και εφαρμόζονται αποκλειστικά) από ομάδες ερευνητών εναντίον παρασκευασμένων στο εργαστήριο συνθετικών απτενίων, ειδικών για κάθε φυτοφάρμακο.

Στο πλαίσιο της παρούσας πρότασης θα αναπτυχθεί πρωτότυπη ανοσοχημική αναλυτική μεθοδολογία, τόσο σε επίπεδο ανοσοανάλυσης ELISA όσο και σε επίπεδο βιοαισθητήρα φασματοσκοπίας ανάκλασης λευκού φωτός (βιοασθητήρας WLRS), για τον αξιόπιστο, γρήγορο, εύκολο και οικονομικά συμφέροντα προσδιορισμό σειράς φυτοφαρμάκων με δομή βενζιμιδαζολίου σε σύνθετα δείγματα, όπως τρόφιμα (π.χ. χυμοί φρούτων). Η προτεινόμενη ανοσοχημική αναλυτική μεθοδολογία θα βασιστεί στη χρήση πολυκλωνικών αντισωμάτων, που θα παρασκευασθούν στα εργαστήριά μας εναντίον συνδυασμού βενζιμιδαζολικών παραγώγων με διαφορετική, το καθένα, δραστική χημική ομάδα (δηλ. εναντίον συνδυασμού “απτενίων ανοσοποίησης”) χρησιμοποιώντας ως βάση πρωτόκολλο που έχουμε ήδη δημοσιεύσει (Zikos et al., 2015). Συνθετικά πολυλυσινικά δενδριμερή, που απολήγουν σε κατάλληλα βενζιμιδαζολικά παράγωγα θα δοκιμασθούν ως φορείς ακινητοποίησης στα μικροφρεάτια ELISA ή στην αισθητήρια επιφάνεια του βιοαισθητήρα. Έμφαση θα δοθεί στην ελαχιστοποίηση των παρεμβολών της «μήτρας» του υπό ανάλυση δείγματος (π.χ. χυμού φρούτων) καθώς και στην επίτευξη ορίων ανίχνευσης που να είναι σημαντικά χαμηλότερα από τα αντίστοιχα, θεσμικώς προβλεπόμενα Ανώτατα Επιτρεπτά Όρια (MRL) παρουσίας των φυτοφαρμάκων.

Η νέα ανοσοχημική αναλυτική μεθοδολογία αναμένεται να συμβάλει στην επίλυση χρόνιων προβλημάτων, που εντοπίζονται συχνά στις ανοσοχημικές μεθόδους προσδιορισμού απτενίων, ενώ θα επιτρέψει τον ταυτόχρονο προσδιορισμό σειράς φυτοφαρμάκων με δομή βενζιμιδαζολίου, λόγω των πολυκλωνικών αντισωμάτων που θα αναπτυχθούν εναντίον συνδυασμού βενζιμιδαζολικών παραγώγων. Επίσης, η παραπάνω μεθοδολογία θα μπορεί να εφαρμοσθεί τόσο για  την ταυτόχρονη ανάλυση μεγάλου αριθμού δειγμάτων με χρήση ενζυμικών ιχνηθετών (ανοσοανάλυση ELISA), όσο και για την ανάλυση δειγμάτων μέσω βιοαισθητήρα WLRS, η οποία δεν απαιτεί επισημασμένα αντιδραστήρια (label-free) και μπορεί να οδηγήσει σε εφαρμογές πεδίου (on-site). Εν κατακλείδι, η προτεινόμενη ανοσοχημική αναλυτική μεθοδολογία αναμένεται να αποτελέσει ένα εύχρηστο και αξιόπιστο εργαλείο, με δυνατότητα εφαρμογής σε πλειάδα ερευνητικών μελετών.

Zikos C, Evangelou A, Karachaliou C-E, Gourma G, Blouchos P, Moschopoulou G, Yialouris C, Griffiths J, Johnson G, Petrou P, Kakabakos S, Kintzios S, Livaniou E. Commercially available chemicals as immunizing haptens for the development of a polyclonal antibody recognizing carbendazim and other benzimidazole-type fungicides. Chemosphere, 119, S16-S20 (2015) DOI: 10.1016/j.chemosphere.2014.03.049