Blutkörperchens Fußabdrücke
Blutgruppenbestimmung per Mikrowaage und geprägten Kunststoffoberflächen
A, B, AB oder 0? Eine entscheidende Frage, denn eine Bluttransfusion mit einer Blutkonserve der falschen Blutgruppe kann tödlich ausgehen. Die Bestimmung der Blutgruppe erfolgt üblicherweise mit Hilfe gelfixierter Antikörper, Zentrifugation und einer optischen Untersuchung. Forscher der Universität Wien haben nun ein neues Konzept entwickelt, das besonders einfach arbeitet und ohne teure Antikörper auskommt. Es basiert auf der blutgruppenspezifischen Anlagerung von roten Blutkörperchen (Erythrozyten) auf molekular geprägten Kunststoffoberflächen.
Die Herstellung der dazu benötigten analytischen Chips ist ein einfaches und kostengünstiges Verfahren: Quarzmikrowaagen werden mit einem hauchdünnen, vorpolymerisierten Film aus dem Kunststoff Polyurethan beschichtet. Erythrozyten einer bestimmten Blutgruppe werden in einer Flüssigkeit auf einen Objektträger aufgegeben, auf dessen Oberfläche sie sich ablagern - so entsteht ein "Stempel", der dann in den vorpolymerisierten Kunststoff hineingedrückt wird. Nach dem Aushärten der Kunststoffschicht werden die Stempel-Erythrozyten abgewaschen. Zurück bleibt eine geprägte Kunststoffschicht mit einer Vielzahl winziger Abdrücke. Diese Vertiefungen spiegeln die Gestalt der Blutkörperchen wider. Wird nun eine Blutprobe auf den Chip gegeben, legen sich die Erythrozyten bevorzugt in die zu ihnen passenden Abdrücke hinein. Die damit verbundene Massenzunahme wird von den Quarzmikrowaagen sehr empfindlich registriert: Liegt an den Quarzkriställchen ein Wechselstrom an, geraten sie in Schwingungen. Die Schwingungsfrequenz hängt von der Masse des Kristalls ab.
Form und Größe der Erythrozyten sind bei allen Blutgruppen gleich. Wieso sollten sie sich also durch die Abdrücke unterscheiden lassen? "Nicht die äußere Gestalt ist entscheidend," sagt Franz L. Dickert, "sondern die unterschiedlichen Oberflächen der Blutkörperchen verschiedener Blutgruppen." Es sind zuckerartige Molekülfragmente auf der Oberfläche der Zellen, die die spezifischen Unterschiede ausmachen. Offenbar wird beim Prägen der Kunststoffoberfläche nicht nur ein Abdruck in Form des Erythrozyten erzeugt, sondern auch eine Art "Abdruck" auf molekularer Ebene, der die chemischen Charakteristika der Zuckerfragmente widerspiegelt.
"Trotz einer merklichen Kreuzsensitivität der geprägten Kunststofffilme für die anderen Blutgruppen ist die Blutgruppenbestimmung eindeutig," so Dickert, "denn das stärkste Sensorsignal kommt immer von derjenigen Mikrowaage, die die zur Blutgruppe passenden Abdrücken trägt."
Originalveröffentlichung: Franz L. Dickert et al."Biomimetische AB0-Blutgruppenbestimmung"; Angewandte Chemie 2006, 118, 2688.
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