Blutanalytik und Biosensorik mit Schwingquarzen

Abstract

Die Blutanalyse, insbesondere die Blutgruppenbestimmung sowie Blutantikörperbestimmung ist ein wichtiger Vorgang in der klinischen Diagnostik. Ziel eines automatisierten Verfahrens zur Blutgruppenbestimmung ist daher eine sichere, schnelle und kostengünstige Methode; diese Vorgaben lassen sich mit einem entsprechend modifizierten, regenerierbaren Biosensor realisieren: Schwingquarze sind als massensensitive Sensoren überall dort verwendbar, wo die Detektion des Analyten mit einer Massenänderung auf der Oberfläche des Quarzes verbunden ist. Dies ist z.B. im gesamten Gebiet der Immunreaktionen der Fall, wo Antigene mit entsprechenden Antikörpern reagieren können und somit an Masse zunehmen. Der Ansatzpunkt des hier beschriebenen Verfahrens stützt sich auf einen modifizierten Schwingquarz, auf dessen Oberfläche ein Blutgruppenantikörper immobilisiert ist. Gekoppelt ist dieser Schwingquarz mit einer FIA (Fliess-Injektions-Anlage). Die auf den Erythrozyten vorhandenen Epitope können mit entsprechenden Antikörpern spezifisch reagieren. Der Quarz mit aufgedampfter Goldelektrode wird durch einen Schwingkreis zum Schwingen angeregt, wobei die aktuelle Schwingungsfrequenz gemessen wird; die verwendeten Quarze schwingen im 10MHz-Bereich. Entscheidend für eine sichere Bestimmung der Blutgruppen und v.a. des Rhesusfaktors ist eine optimierte Immobilisierung des Antikörpers. Durch die Berücksichtigung der relevanten Parameter wurde eine optimale Immobilisierungsvorschrift erarbeitet, die unspezifische Wechselwirkungen minimiert bzw. bei der Hauptblutgruppenbestimmung (AB0) ganz eliminiert. Die Sensitivität der Methode wurde so weit gesteigert, dass für eine Blutgruppenbestimmung weniger als 50 nl Blut nötig sind. Durch die universelle Beschichtungstechnik können alle immunologisch relevanten Probleme angegangen werden, zu denen Antikörper verfügbar sind; weiterhin ist die Quarztechnik kostengünstig und eine Miniaturisierung bis hin zum Handgerät möglich.