Gerinnungsmessungen auf Schwingquarzen und deren Regeneration

Abstract

In der Medizin ist es unerlässlich eine schnelle, kostengünstige und zuverlässige Diagnostik durchführen zu können. Dabei ist der Zeitfaktor, vor allem bei Blutuntersuchungen (Gerinnungsmessungen, Thrombozytenfunktionsprüfungen) ein wichtiges Kriterium, das in der heute möglichen Routinediagnostik nicht immer berücksichtigt werden kann. Ein Weg der Gerinnungszeitmessung ist die, in dieser Dissertation dargestellte, Schwingquarzsensorik. Mittels dieser Technik ist es bereits möglich Zeiten zu bestimmen, welche mit den Zeiten eines handelsüblichen Koagulometers weitestgehend übereinstimmen. Jedoch war es bisher nicht möglich einen auf dem Sensor befindlichen Clot restlos zu entfernen, um dann mit demselben Sensor eine erneute Gerinnungsmessung durchzuführen. An dieser Problematik setzt die folgende Arbeit an. Es war das Ziel Grundlagen zur Sensoroberflächenregeneration zu schaffen, mit welchen es möglich sein sollte, einen automatisierbaren und standardisierbaren Regenerationsablauf durchführen zu können. Um zu diesem Ziel zu gelangen wurden Proben unbehandelten Vollblutes verwendet. Mit diesen Proben wurden zunächst Versuche zur Clotauflösung durchgeführt bis geeignete Reagenzien gefunden waren. Diese wurden zunächst an einer Anlage mit nicht elektronisch gekoppelten Quarzen (Dummy-Anlage) geprüft. Nachdem ein Grundgerüst für einen Regenerationsablauf feststand, wurde versucht diese Kenntnisse auf das voll automatisierte Blutanalysegerät (FidgeType) zu übertragen. Mit dieser Anlage war es möglich, mittels Resonanzfrequenzen des Schwingquarzes Rückmeldung über einen gelungenen oder fehlgeschlagenen Regenerationsvorgang zu erhalten. Es hat sich gezeigt, dass die in den Vorexperimenten ermittelten Reagenzien für eine adäquate Sensorreinigung nicht ausreichend sind. Aus diesem Grund wurde für weitere Experimente der Plasminogenaktivator Actilyse hinzugezogen. Schließlich konnte ein Verfahren zur Sensorreinigung entwickelt werden, welches mehrere Gerinnungsmessungen auf einem PE beschichteten Quarz zulässt. Ob dieser Regenerationsablauf zeitlich und wirtschaftlich akzeptabel ist, muss in weiteren Untersuchungen geprüft werden.

Fast, economical and dependable diagnostics are essential in medicine. Especially for blood tests (blood coagulation measurements, platelet function measurements) the time factor is an important criterion, which cannot always be taken into account in the routine diagnostics that are possible today. One possibility to measure blood coagulation time is the QCM sensor technique. With this method it is possible to measure blood coagulation times that are mostly consistent with those of a commercially available coagulometer. However, it has not been possible up to now to remove a clot completely from the sensor surface to do a new coagulation measurement on the same sensor. This was the starting point for the following dissertation. The intention was to create a basis for the regeneration of the sensor surface to enable an automatable and standardised regeneration process. Untreated whole blood samples were used to achieve this. Initially, experiments for clot dissolution were carried out with these samples until suitable reagents were found. These reagents were first tested on a system with a non-electronically coupled quartz crystal (dummy unit). When the basic structure for a regeneration process had been found, it was tried to transfer these results to the full automatically blood analyzer (FidgeType). By means of resonance frequencies of the oscillating quartz crystal it was possible to interpret if the regeneration process had been successful or not. It has been shown that the reagents, which were established in preliminary experiments, were insufficient for sensor cleaning. Therefore the plasminogen activator actilyse was used in further experiments. Finally, a method was found to clean a sensor adequately. With this process it is possible to measure multiple blood coagulation times on one PE-coated quartz crystal. Whether this regeneration process is acceptable from a temporal and economical point of view has to be tested in further investigations.