Blut spricht Bände
Eine neue Methode zur Blutentnahme und -analyse
Dr. Martin Meyer, Shimadzu Europa GmbH
Heutzutage kann eine Vielzahl von Krankheiten über die Analyse von Blutproben diagnostiziert werden. Diese oft sehr anspruchsvollen Methoden stellen hohe Anforderungen an die Probenvorbereitung. Gerade in ländlichen oder strukturschwachen Gebieten können diese hohen Anforderungen oft nicht erfüllt werden. Dann ist es wichtig, auch unter einfachsten Bedingungen Blutproben zu gewinnen, die im Labor zu aussagekräftigen und zuverlässigen Ergebnissen führen. Die Blutplasma-Entnahmekarten von Telimmune erfüllen diese Anforderungen.
Blutuntersuchungen werden durchgeführt, um ein breites Spektrum von gesundheitlichen Bedingungen zu diagnostizieren. Diese können wertvolle Informationen über die Funktion von Organen liefern, Infektionen nachweisen, genetische Störungen aufdecken, Hormonspiegel bestimmen und den allgemeinen Gesundheitszustand einer Person beurteilen helfen. Bei chronisch Kranken sind Blutuntersuchungen notwendig, um den Krankheitsverlauf zu überwachen und die Wirksamkeit der Behandlung zu beurteilen. Aufgrund immer besserer Behandlungsmethoden gibt es eine große Zahl von Menschen, die als Krebsüberlebende gelten. Diese Personen haben ein hohes Risiko für ein Wiederauftreten der Karzinomerkrankung und müssen daher ständig überwacht werden. Ein weiterer Bereich ist das Neugeborenen-Screening, das in den USA zu den erfolgreichsten medizinischen Maßnahmen zählt.[1] Durch dieses Screening ist es möglich, auch seltene Krankheiten zu erkennen, was den entscheidenden Vorteil hat, dass die Krankheiten noch vor den ersten Symptomen angegangen werden können.
Methoden zur Blutentnahme
Die Venenpunktion ist die am weitesten verbreitete Methode der Blutabnahme. Dabei wird eine Nadel in eine Vene, normalerweise am Arm, gestochen, um Blut zu entnehmen. Diese Technik wird bevorzugt für größere Blutmengen verwendet und ermöglicht die Durchführung einer Vielzahl von Tests mit einer einzigen Probe.
Die Fingerstichmethode, auch Kapillarblutentnahme genannt, ist eine weniger invasive Methode, die häufig für Untersuchungen am Behandlungsort verwendet wird. Mit einer Lanzette wird in die Fingerkuppe gestochen und ein kleiner Tropfen Blut entnommen. Diese Technik wird häufig zur Überwachung des Blutzuckerspiegels bei Diabetikern eingesetzt. Die Stechmethode ist schnell, bequem und benötigt nur eine geringe Menge Blut.
Im Gegensatz zu den oben genannten Methoden ist die Mikroblutentnahme eine relativ neue Technik, mit der sehr kleine Blutmengen, in der Regel weniger als 100 Mikroliter, entnommen werden können. Das Blut wird in Mikroröhrchen oder Mikrosammelkarten, auch Dried Blood Spot Cards oder kurz DBS-Karten genannt, gesammelt. Insbesondere die Trockenblutkarten bieten viele Vorteile, darunter mehr Komfort für den Patienten, weniger Schmerzen und die Möglichkeit, Blut auch an abgelegenen Orten zu entnehmen und zu lagern. Dies ist möglich, da die Blutstropfen getrocknet werden und daher nicht bei niedrigen Temperaturen gelagert und transportiert werden müssen.
Dried Plasma Spot Cards
Die meisten klinischen Untersuchungen beginnen mit der Blutentnahme, für die eine ausgebildete Person (Phlebotomist) und in der Folge ein Labor zur Verarbeitung von Serum und Plasma erforderlich sind. Die Verwendung von getrockneten Blutstropfen vereinfacht das Verfahren, da diese beiden Anforderungen entfallen, aber auch diese Technik ist nicht frei von Mängeln (Tabelle 1). Die ungleichmäßige Verteilung der Blutzellen während der Trocknung und die fehlende Trennung von Serum und Plasma können zu Degradation und Kontamination führen. Weiterhin führen unterschiedliche Hämatokritwerte (der prozentuale Anteil der Blutzellen) zu Schwankungen in den Blutproben. Die Zellen in getrockneten Blutstropfen können metabolisieren und auf Gerinnungsfaktoren reagieren. Diese Variablen sind schwer zu bestimmen und stellen eine Herausforderung für herkömmliche DBS-Karten dar. Die von Telimmune entwickelten Dried Plasma Separation Cards (oder auch Dried Plasma Spot Cards, kurz: DPS-Karten) trennen das Plasma von abgebauten und ganzen Zellen, wodurch viele Probleme eliminiert werden (Abbildung 1). Außerdem sammeln sie nur eine bestimmte Menge an Plasma, unabhängig von Hämokrit und Viskosität. Das macht die Karten wertvoll für die Gewinnung von Blutproben unter einfachsten Bedingungen, die im Labor dennoch aussagekräftige Ergebnisse liefern. In Europa werden die Telimmune-Karten exklusiv von Shimadzu angeboten. Die Karten wurden bis zur Namensänderung im Jahr 2021 unter dem Namen Noviplex verkauft.
Anwendungen
Der Anwendungsbereich der Proben, die aus den Telimmune-Karten gewonnen werden können, ist sehr breit: Sie wurden unter anderem für Tests bezüglich Ferritin, Helicobacter pylori (Gastritis), Vitamin D, HIV, genetischen Störungen, COVID-19, Homocystein, Sichelzellenanämie, Warfarin und IgG-Antikörpern verwendet.[2] Mit bereits veröffentlichten Methoden können mehr als 250 verschiedene Komponenten aus den Plasmakarten analysiert werden. Das Potenzial der detektierbaren Komponenten liegt jedoch bei über 2.000 Analyten.[1]
Bequeme Methode mit Vorteilen
Insgesamt bietet die Blutentnahme mit Plasma-Sammelkarten von Telimmune eine bequeme und minimalinvasive Methode der Blutentnahme, -lagerung und -analyse, die in verschiedenen klinischen und Forschungsbereichen von Vorteil ist.
Durchführung
Die zuvor mit einem Alkoholtupfer gereinigte Stelle wird mit einer Stechhilfe punktiert. Zwei Tropfen Blut werden hängend auf die auf der Karte markierte Stelle aufgetragen (Abbildung 2). Nach 3 Minuten wird die oberste Schicht der Karte abgezogen. Die darunter liegende Entnahmescheibe wird 15 Minuten bei Raumtemperatur an der Luft getrocknet. Anschließend oder nach der Lagerung kann der Plasma-Spot von der Karte abgenommen und zur Extraktion in ein Vial überführt werden.
Analytik
Für die Analyse des Plasmas stehen verschiedene Methoden zur Verfügung. Zu den zugelassenen Techniken gehören ELISA, PCR, QPCR, Enzymatik, Chromatographie, Massenspektrometrie und Kolorimetrie. Es gibt bereits eine Vielzahl von Methoden, bei denen die Telimmune-Karten mit der Analyse auf Shimadzu Flüssigchromatographen und Massenspektrometern (LC-MS) kombiniert werden. Unter anderem gibt es Anwendungen für die Analyse von Pestiziden, Protein-Biomarkern, Warfarin, Immunglobulinen, Steroiden sowie für die Kontrolle und Überwachung von therapeutischen Drogen. Die Extraktion ist zum Teil sehr simpel, zum Beispiel muss die Plasmaprobe nur in ein Lösungsmittel gegeben werden und der Überstand kann nach Zentrifugation direkt zur Messung mit LC-MS verwendet werden. Weiterhin haben die Plasmasammelplatten einen Durchmesser von 6,4 mm. Dies erlaubt eine optimale Passform für die Verwendung von 96-Well-Platten mit flachem Boden, wodurch eine automatisierte Probenvorbereitung mit einem Autosampler erleichtert wird.
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Telimmune (DPS) |
DBS-Karten |
Vollblut-Mikroröhrchen |
Intravenöse Blutröhrchen |
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Sammelmethode |
Fingerstich oder Lanzette |
Fingerstich oder Lanzette |
Fingerstich oder Lanzette |
Nadel |
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Blutvolumen |
25–60 µl |
Typisch ≥ 100 µl |
≥ 5 µl |
≈ 20.000 µl |
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Assay |
Plasma |
Getrocknetes Blut |
Plasma oder Serum |
Plasma oder Serum |
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Volumetrische Plasmasammlung |
Ja, ≈ 3 µl pro Scheibe |
X |
X |
Ja, aber variable Mengen |
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Lagerung und Transport |
Raumtemperatur, trocken |
Raumtemperatur, trocken |
≤ 6 °C, flüssig |
≤ 6 °C, flüssig |
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Geringe Probenvorbereitung |
✓ |
✓ |
Gering |
X |
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Keine Probenvorbereitung vor der Analyse |
✓ |
X |
X |
X |
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Keine Biogefährdung |
✓ |
✓ |
X |
X |
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Hämatokrit unabhängig |
✓ |
X |
X |
✓ |
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Keine RBC-Interferenz |
✓ |
X |
✓ |
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[1] Schleif, W., Harlan, R., Hamblin, F. et al. (2022). Defining the Healthy Infant Metabolome. J Pediatr.
[2] Johnson, A., Braga, C., de Magalhães Padilha, P. & Adamec, J. (2023). Collection of Plasma Samples in Areas with Limited Healthcare Access. Methods Mol Biol.
