Das Mini-Labor in der Kitteltasche

3. Mai 2011
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Forschern ist es gelungen ein unabhängiges Miniatur-Labor zu entwickeln, welches Blut vollkommen autark analysiert. Der Chip könnte die Blutanalyse zuku¿nftig zum Kinderspiel machen und somit die Blutuntersuchung revolutionieren.

Das System namens SIMBAS (selbststeuerndes integriertes Mikrofluid-Blut-Analyse-System) wurde von Amerikanischen Forschern der University of California in Berkeley entwickelt und funktioniert ohne Pumpen, Schläuche und elektrische Energie. Es analysiert Blut innerhalb weniger Minuten.

Der Aufbau des Chips gliedert sich in zwei Bereiche: Zuerst wird der zu analysierende Blutstropfen (ca. 5 Mikroliter Vollblut) in Blutplasma und Blutzellen getrennt. Hierbei macht man sich die Schwerkraft zunutze, die die Blutzellen als Sediment nach unten rieseln lässt. In einem zweiten Bereich wird das separierte Blutplasma auf bestimmte Biomarker analysiert. Dabei durchläuft es einen mit spezifischen Antikörpern beschichteten Kanal, der die verschiedenen Biomarker bindet. Das Ergebnis der Blutanalyse lässt sich dann photometrisch auslesen.

Die Energie, die für den Blutfluss in den hauchdünnen Kanälen des Chips notwendig ist, wird durch die chemischen Eigenschaften des Kunststoffes Polydimethylsiloxan (PDMS) erzeugt. Unter normalen Druckverhältnissen bindet PDMS Luftmoleküle an seiner Oberfläche. Durch die Erzeugung von Vakuum gibt es die Luftmoleküle ab. Dies macht man sich zunutze und bewahrt den Chip im Vakuum auf. Wird der Chip nun wieder dem normalen Luftdruck ausgesetzt, wird eine kleine Druckdifferenz erzeugt, die einen kurz zuvor aufgetragenen Blutstropfen in den Kanal zieht, die Plasmaseparation initiiert und das Blutplasma zu den Detektionsantikörpern leitet. In ersten Tests konnten die Forscher zeigen, dass mit dieser Methode nahezu alle Zellen erfolgreich aus dem Blut gefiltert werden konnten und dass die Messung von Vitamin B7 im Blutplasma in sehr geringen Konzentrationen innerhalb von 10 Minuten möglich ist.

Der Chip könnte eine wichtige Entwicklung auf dem Weg zu einer verbesserten weltweiten Gesundheitsdiagnostik sein, insbesondere in ärmeren Ländern. Er ist klein, sehr kostengünstig herzustellen und benötigt kein zusätzliches Equipment. Zudem lassen sich durch die schnelle Analyse Krankheiten wie HIV oder Krebs innerhalb von Minuten ohne viel Aufwand diagnostizieren. Jedoch sind noch weitere Studien notwendig, um die Funktionsweise des Chips weiter zu optimieren. Daher ist auch noch nicht bekannt, wann der Chip auf dem Markt verfügbar sein wird.

48 Wertungen (4.5 ø)
Medizin

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4 Kommentare:

Rettungsassistent

Für die Notfallmedizin wäre es ja nicht so entscheidend, ob es in eine Kitteltasche passt. Wenn das ganze System am Ende nicht größer ist als ein Taschenbuch und die für die Notfallmedizin relevanten Daten auswerten kann, wäre das eine wegweisende Entwicklung. Mehr Daten können im ländlichen Bereich entscheidend sein, ob der Patient mit einem RTW in die nächstgelegene Klinik oder mit einem RTH in ein Haus der Maximalversorgung kommt.

#4 |
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Von Testsystemen, die ohne jede externe Energiezufuhr zu ärztlich benötigten UND diagnostisch verwertbaren Ergebnissen führen, träumen viele Testentwickler schon lange. Ein Kompromiß sind die inzwischen verfügbaren, visuell auszulesenden Streifenteste für einige relevante Analyte/-gruppen, die in vielen Fällen aber nur urin- und nicht serumtauglich sind. Außerdem braucht man ggf. große Kitteltaschen um die Vielzahl der verfügbaren Teste auch stets bei sich zu tragen… Das in dem Artikel beschriebene Testprinzip weist in seinen vielen denkbaren Modifikationen sicher in die richtige Richtung, auch wenn der Anwendungsfall Vitamin B7 ( vulgo Biotin ) weder für KollegInnen in den Entwicklungsländern ( die labormäßig oft recht gut ausgestattet sind ) noch für die Notfall-medizin hier in Mitteleuropa von aktuellem Interesse ist.

#3 |
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Sicher sehr nützlich! fraglich ist die Genauigkeit

#2 |
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Medizinjournalist

Auf den Chip freu ich mich jetzt schon, vielleicht kann er auch in der Notfallmedizin seine Rolle übernehmen. Möglicherweise zum schnellen Ausschluss eines Herzinfarktes, je nach Komplexität könnte es so leicht werden wie eine Blutzuckermessung. Klingt vielverprechend.

#1 |
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