Qualitative und quantitative Fibrinogenbestimmung nach Clauss aus humanem Blutplasma gesunder Spender mittels biosensorischer Schwingquarzmethodik

Abstract

Die Bestimmung der Fibrinogenkonzentration stellt neben der Bestimmung des Quick-Wertes und der partiellen Thromboplastinzeit den dritthäufigsten, nicht zellulären Gerinnungsparameter dar, der routinemäßig für diagnostische und therapeutische Entscheidungen in der Medizin bestimmt wird. Standardmethode für die Bestimmung der Fibrinogenkonzentration ist die Fibrinogenbestimmung nach Clauss. Der sogenannte Clauss-Test wird in der Routinediagnostik mit mechanischen oder optischen Verfahren durchgeführt. Dabei wird das im Blutplasma enthaltene Fibrinogen durch Zugabe von Thrombin aktiviert, um eine Gerinnungsreaktion auszulösen. Die in dieser Arbeit vorgestellte biosensorische Schwingquarzmethode (Quartz Crystal Microbalance mit Dissipation, QCM-D) stellt eine interessante und innovative Ergänzung zu den üblichen optischen und mechanischen Methoden der Fibrinogenbestimmung dar. Neben einem hohen Miniaturisierungsgrad und einer einfachen Bedienbarkeit bietet sie gleichzeitig die Möglichkeit, die Fibrinogenbestimmung unabhängig von Probentransportzeiten, Laboröffnungszeiten, -standort und -verfügbarkeit durchzuführen.

Ziel der Arbeit war es (1) den Clauss-Test qualitativ und quantitativ auf die biosensorische Schwingquarzmethode zu übertragen, (2) ein dafür einfaches, zeit- und kosteneffektives biosensorisches Verfahren zu entwickeln und (3) zu überprüfen, inwiefern die damit erzielten Ergebnisse mit laborinternen und externen Referenzmethoden übereinstimmen. Hierfür wurden Abläufe des herkömmlichen Clauss-Tests mit Blutplasma von gesunden Spendern auf der biosensorischen Messanlage nachvollzogen und darauf aufbauend das Verfahren optimiert. Für die weitere Etablierung der Methode wurden drei verschiedene Oberflächenbeschichtungen (Spenderplasma; Polyethylenbeschichtung; Goldoberfläche) und vier verschiedene QCM-D Parameter (Frequenzsignal fQCM; Wendepunkt des Frequenzsignals tfQCM; Dissipationssignal dQCM; QCM Steigung des Frequenzsignals) auf deren Eignung überprüft. Mittels Verdünnungsreihen aus Referenzpoolplasma, die eine bekannte Fibrinogenkonzentration enthielten, wurden anhand der vier verschiedenen QCM Parameter Eichkurven erstellt. Diese dienten später dazu, die Fibrinogenkonzentration bei gesunden Spendern zu ermitteln und ferner mit verschiedenen externen und internen Referenzmethoden zu vergleichen.

Die Ergebnisse der Arbeit demonstrieren, dass sowohl die qualitative als auch die quantitative Fibrinogenbestimmung nach Clauss mittels der biosensorischen Schwingquarzmethode umgesetzt werden kann. Die im Blutplasma enthaltene Fibrinogenkonzentration konnte mittels QCM-D anhand des Parameters tfQCM in weniger als einer Minute detektiert werden. Die tfQCM Ergebnisse zeigten eine sehr gute Übereinstimmung mit standardisierten Methoden (Merlin-Koagulometer). Damit legen die Resultate einen soliden Grundstein für weitere Untersuchungen und schaffen die Basis für den potenziellen Einsatz einer biosensorischen Fibrinogenbestimmung nach Clauss in der klinischen und außerklinischen Routinediagnostik.