Sensorik: Neue Methode zur Blutgruppenbestimmung
Die Bestimmung der Blutgruppe erfolgt üblicherweise mit Hilfe gelfixierter Antikörper, Zentrifugation und einer optischen Untersuchung. Forscher um Franz Dickert von 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 – winzige piezoelektrische Quarzkristalle – 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 eine Art 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, sie unterscheiden sich nur durch zuckerartige Molekülfragmente auf der Oberfläche der Zellen. 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 sei die Blutgruppenbestimmung daher eindeutig, so Dickert: Das stärkste Sensorsignal komme immer von derjenigen Mikrowaage, die die zur Blutgruppe passenden Abdrücken trägt.
Die Herstellung der dazu benötigten analytischen Chips ist ein einfaches und kostengünstiges Verfahren: Quarzmikrowaagen – winzige piezoelektrische Quarzkristalle – 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 eine Art 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, sie unterscheiden sich nur durch zuckerartige Molekülfragmente auf der Oberfläche der Zellen. 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 sei die Blutgruppenbestimmung daher eindeutig, so Dickert: Das stärkste Sensorsignal komme immer von derjenigen Mikrowaage, die die zur Blutgruppe passenden Abdrücken trägt.
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