Fälschungssicherer mit dem DNA-Code System (ihide)

Die Grundlage ist Biochemie

Die DNA ist das Trägermolekül der genetischen Information. Die Abkürzung steht für die englische
Bezeichnung „Desoxyribonucleic acid" und bezeichnet eine Molekülkette die aus den chemischen
Bausteinen A (Adenosin), C (Cytosin), T (Thymin) und G (Guanin) besteht. Im übertragenen Sinne
sind die Nukleotide A, C, T und G die molekularen Buchstaben, mit denen der Bauplan der
Naturgeschrieben ist.

Die DNA hat die ausgezeichnete Eigenschaft, dass ein DNA-Strang mit einem zweiten Strang eine
hochspezifische Verbindung eingehen kann. Diese Verbindung kommt genau dann zustande, wenn in
den beiden Strängen immer genau ein A einem T und ein G einem C gegenübersteht. Man spricht
dann von einem DNA-Doppelstrang. Besteht die DNA aus sehr vielen aneinandergereihten Nukleotiden,
so windet sich diese um ihre eigene Achse und nimmt die allgemein bekannte Form einer Doppelhelix an.

Aus zwei mach eins: die Hybridisierung

Mit speziellen Geräten, den sogenannten DNA-Synthesizern, können heute DNA-Einzelstränge einer
Länge von bis zu 100 Nukleotiden schnell und preisgünstig hergestellt werden (Abbildung 1A). Werden
zwei Einzelstränge erzeugt, bei denen jeweils ein A einem T und ein G einem C gegenübersteht, so
nennt man diese DNA-Einzelstränge zueinander komplementär. Bringt man zwei dieser Einzelstränge
zusammen, so verbinden sie sich zu einem Doppelstrang – sie hybridisieren (Abbildung 1B). Besitzen
die synthetisch hergestellten DNA-Segmente eine bestimmte Länge, so ist diese Reaktion so
spezifisch, dass bereits ein nicht zusammenpassendes Nukleotidpaar die komplette Hybridisierung
unter stringenten Bedingungen verhindert. Beide Einzelstränge müssen so zusammenpassen wie ein
Schlüssel in ein Schloss.

Diese intrinsische von der Natur vorgegebene Eigenschaft der DNA wurde genutzt, um eine
Sicherheitsmarkierung für den Fälschungsschutz zu entwickeln. Der Clou: In ein Sicherheitsetikett ist
ein DNA-Einfachstrang (Schloss) integriert. Der zweite komplementäre DNA-Strang (Schlüssel) befindet
sich in einem separat gelieferten Detektionsstift. Treffen beide DNA-Einzelstränge aufeinander findet
eine äußerst spezifische Hybridisierung statt, die direkt gemessen werden kann.

Das „ihide“-Markierungssystem kann daher quasi als molekulares Sicherheitsschloss verstanden
werden. Das Besondere am Bio-Molecular Marker „ihide“: Er nutzt kurze synthetische DNA-Stränge für
den Echtheitsnachweis und ist aus heutiger Sicht praktisch absolut fälschungssicher.

Abbildung 1:
(A) DNA-Einzelstränge und (B) DNA-Doppelstränge nach der Hybridisierung mit einer komplementären DNA.

Praktisches Vorgehen

Das „ihide“-Markierungssystem (Abbildung 2) besteht aus den drei Komponenten: DNA-Markierung,
Detektionsstift und einem patentierten Handscanner. Um die Echtheit des Produkts zu prüfen, wird die
DNA-Markierung des Etiketts zunächst per Scanner auf seine Unversehrtheit und mögliche Manipulationen
getestet. Anschließend bringt der Anwender die Nachweisflüssigkeit mit dem Detektionsstift auf die am Produkt
vorhandene DNA-Markierung auf. Nur wenn die DNA-Stränge aus dem Detektionsstift und Markierung hybridisieren,
entsteht innerhalb von ca. zehn Sekunden eine vollständige DNA-Doppelhelix. Dies geht mit veränderten optischen
Eigenschaften einher, die vom Scanner erfasst werden. Bei Echtheit des Produkts wird ein positives Signal am Scanner ausgegeben.

Durch die automatische Bewertung durch den Handscanner sind Interpretationsfehler durch den Anwender ausgeschlossen.

Abbildung 2:
Das „ihide“-Markierungssystem. Die DNA-Markierung auf dem Produkt, der Detektionsstift und der Handscanner.

Mehrstufiges Sicherheitskonzept

Der  „ihide“-Markierung ist neben der definiert hergestellten DNA auch ein Fluorophor beigemischt. Im
Einzelhandel ist es somit möglich, die Markierung in einer ersten Stufe mit einer Schwarzlichtlampe
auszulesen, wie dies bereits bei Geldscheinen üblich ist. Dieses Fluorophor ermöglicht während des
Drucks auch den Nachweis, dass die DNA-Markierung tatsächlich gedruckt wurde.

Die Kodierungskapazität der DNA, also die Anzahl der molekularen Schlüssel-Schloss-Kombinationen,
ist bereits bei kurzen DNA-Molekülen so hoch, dass sie die Anzahl der möglichen Lottokombinationen
um Größenordungen übersteigt. Diese einmaligen Codes werden als molekularer Fingerabdruck
exklusiv an Markeninhaber oder Produktreihen vergeben.

Durch einen zusätzlichen Trick wird der DNA-Code in der „ihide“-Markierung nochmals versteckt.
Dadurch ist die Markierung nicht mehr analysierbar. Der DNA-Code kann dann auch mit biomolekularen
Methoden nicht entschlüsselt werden. Die Markierung bietet somit höchste Sicherheit vor Fälschung.

Auswahl der zweckmäßigsten Sicherheitsmarkierung

Neben der Kosteneffizienz sind weitergehende Fragen zur Auswahl der geeignetsten Sicherheitsmarkierungs-Technologie wichtig. Der Anwendungsbereich und das Ausmaß des Produktschutzes muss festgelegt werden. Es muss sichergestellt sein, dass das Sicherheitskonzept nicht mit den Standards in der Produktion oder Logistikkette interferiert, was zusätzliche Kosten verursachen würde. Es muss bedacht werden, welche Vertriebswege am schützenwertesten sind und welche Menge an Produkteinheiten markiert werden sollten. Wie ist der Produktschutz am effektivsten anzubringen? Welcher Prozentsatz an Produkten soll überprüft werden? Sind zusätzliche externe Dienstleistungen notwendig? Wer übernimmt die Überprüfung der Produkte? Ist ein zusätzliches Training notwendig? – Das sind Fragen, die gestellt werden sollten, bevor die endgültige Entscheidung für ein Sicherheitsmarkierungssystem fällt, damit eine augenscheinlich günstige Lösung nicht im Nachhinein
ungeplante Kosten produziert.

Aus Erfahrung können wir sagen, dass jeder unserer Kunden unterschiedliche Anforderungen an den Produktschutz stellt. Standardlösungen sind eine Seltenheit. Effektiver Produktschutz und Vertriebswegmanagement beginnt zunächst immer mit einer individuellen Kundenlösung, dem Etikettendesign, Logistikberatung, Integration von Etikettier- und Lesegeräten und der Schulung von Personal. Der Erfolg von Markenschutzlösungen ist hauptsächlich durch die Geschicklichkeit von Sicherheitsanbietern bestimmt, den individuellen Bedürfnissen ihrer Kunden zu begegnen. Unternehmen sind daher gut beraten, sich einen Marktüberblick über die diversen Sicherheitsanbieter zu verschaffen und die Leistungen zu vergleichen, welche diese zu bieten haben.

Identifizierung und Authentifizierung im Vertriebsweg

Heutige Logistikketten bestehen aus vielen verschiedenen Ebenen und sind daher anfällig für
Produktfälschungen. Jeder Knoten im Verteilungsnetzwerk zwischen dem Rohstoff und dem
Endverbraucher ist ein potentieller Punkt, an dem gefälschte Produkte in die Logistikkette eingeschleust
werden können. Besonders leicht können Umladestationen von Fälschern genutzt werden, um nicht
authentifizierte Produkte einzuschleusen. Daher ist es notwendig, dass Markenschutz bereits mit einer
effektiven Vertriebswegskontrolle beginnt.

Die meisten Waren werden über Großhändler vertrieben, weil dieser Vertriebsweg oft einen besseren
und schnelleren Service im Vergleich zum Direktvertrieb bietet. Der Schlüssel zu einem erfolgreichen
Vertriebswegsmanagement liegt in der Kooperation aller Beteiligten und dem Interesse, Produktfälschungen
zu verhindern. Die Zusammenarbeit Aller und der regelmäßige Informationsaustausch über Fälschungsversuche
ist jedoch nur ein erster Schritt.

Wichtiger ist ein effektives Produktschutzsystem, das Produktfälschungen verhindert und das Vertriebsnetzwerk absichert. Dies ist erreicht, wenn die Kosten zur Fälschung des Produkts höher liegen als der erwartete Gewinn, den sich potentielle Fälscher versprechen. Wird eine Fälschung vermutet, so muss es mit einem guten Produktschutzsystem möglich sein, die markierten Artikel schnell und absolut zweifelsfrei zu überprüfen. Ein Produktschutzsystem dient also nicht dazu, Waren zu identifizieren. Dazu sind Barcodes in all ihren Formen weit besser geeignet. Sondern es dient dazu, festzustellen, ob ein Produkt authentisch ist.

Der Einsatz der DNA als Authentifizierungssytem ist zum jetzigen Stand der Technik die kosteneffizienteste Methode in Kombination mit höchster Fälschungssicherheit. Jedes Identifikationssystem im Vertriebsweg, welches sich mit konventionellen Drucktechniken kombinieren lässt, ist dafür geeignet, mit einer DNA-Markierung ausgestattet zu werden. DNA-Kennzeichnungs-lösungen setzen Maßstäbe im Originalitäts- und Markenschutz und machen Produktpiraten das Leben schwer.

Vorteile:

• unsichtbare Markierung
• sehr hohe Fälschungssicherheit
• unkompliziertes Anbringen der DNA-Markierung am Produkt mit verschiedenen Techniken
• einfache,schnelle Authentifizierung (DNA-Reader)
• Vor Ort einsetzbar à im Feld kein Laborequipment notwendig
• Maschinenlesbare in der Praxis bereits erprobte Sicherheitsmarkierung
• Als Etikett universell einsetzbar
• Nachweiszeit für eine DNA-Markierung ca. 10s

Nachteile:

• Mischbar nur mit den Farben rot/gelb oder farblos
• Eventuell geringe zusätzliche Kosten in der Produktionslinie
• Der Verbleib der DNA-Tinten/Lacke muss kontrolliert werden

Alleinstellungsmerkmale

• + DNA-Schnelltest innerhalb von 10s
• + Verstecktes nicht analysierbares Sicherheitsmerkmal
• Im Vergleich z.B. zu Hologrammen, bei denen die Oberflächenstruktur gemessen und
• entsprechend nachgeahmt werden kann, ist es nicht möglich die Codierung der spezifischen
• DNA aus einer aufgedruckten DNA-Markierung zu bestimmen, da diese biotechnologisch geschützt ist.