Bestimmte Bestandteile von Blut liegen zwar nur in extrem geringen Konzentrationen vor, sind aber alles andere als unwichtig. So ist das nach faulen Eiern riechende giftige Gas Schwefelwasserstoff H2S in winzigen Mengen ein wichtiger körpereigener Botenstoff, der z.B. an der Regulation des Kreislaufs beteiligt ist. Patientinnen und Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen, die gerade in Deutschland eine große Rolle spielen, haben meist einen verringerten H2S-Gehalt im Blut. Bei Patientinnen und Patienten mit Darmkrebs ist der Spiegel dagegen oft erhöht. Entsprechend hilfreich kann die Quantifizierung dieser und anderer Spurenbestandteile für eine Diagnostik, aber auch für die Erforschung physiologischer und pathologischer Zusammenhänge sein.
Leistungsfähige Fluoreszenztests
Besonders leistungsfähig für die Untersuchung von Biomolekülen sind Fluoreszenztests. Sie sind kostengünstig, wenig aufwändig, hochsensitiv und ermöglichen Echtzeit-Messungen. Bisher ist das Problem, dass Spurenbestandteile nicht mit Vollblutproben erfolgen können, da Blut selbst sehr stark fluoresziert. Damit werden die nur schwachen Signale überdeckt. Vollblut wird daher zentrifugiert und nur das Plasma untersucht. So nimmt aber der Gehalt instabiler Bestandteile sowie von Gasmolekülen ab, die Ergebnisse sind ungenau.
Neuartigen Ansatz für Fluoreszenztests entwickelt
Das Team von der Hunan Normal University (Changsha, China) um Hongwen Liu und Ronghua Yang hat jetzt einen neuartigen Ansatz für Fluoreszenztests entwickelt, mit dem eine Quantifizierung von H2S in Vollblut gelingt. Sie nutzen dabei folgenden „Trick“: Die Fluoreszenzsonde selbst löscht die störende Eigenfluoreszenz des Blutes fast vollständig aus. Der Fluoreszenzfarbstoff absorbiert sehr stark dasjenige Licht, das bei der Eigenfluoreszenz von Blutbestandteilen abgestrahlt wird. Den ausgewählten Fluoreszenzfarbstoff auf Basis von Bordipyrromethen (BODIPY) versah das Team zusätzlich mit zwei molekularen Einheiten, die H2S „erkennen“. In Anwesenheit von H2S werde die Sonde aktiviert und beginne zu fluoreszieren. Da die Eigenfluoreszenz des Blutes ausgelöscht bleibe, sei die Hintergrundfluoreszenz sehr gering und störe nicht.
Sonden für weitere Spurenanalyte in Vollblut?
Fluoreszenztests mit der neuen Sonde an Vollblutproben von Patientinnen und Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen belegten deren verringerte H2S-Levels. Tests an Darmkrebs-Mäusen ergaben, ebenfalls wie erwartet, erhöhte Blut-H2S-Konzentrationen. Zudem wurden rote Blutkörperchen von Mäusen mit Allicin behandelt. Allicin ist der Geruchsstoff von Knoblauch, der auch für dessen positive Effekte verantwortlich ist, wie die Senkung des Blutdrucks. In der Tat konnte das Team mit der neuen Sonde zeigen, dass Allicin die Bildung von H2S in den roten Blutkörperchen auslöste. Das Team hofft, nach dieser Strategie auch Sonden für weitere Spurenanalyte in Vollblut entwickeln zu können.
Quelle: idw/GDCh
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