Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blutzucker und Milchsäure aus der Fingerspitze

25.11.2015

Mit nur einem Blutzuckermessgerät mehrere Biomarker messen

Nicht nur Glucose: Blutzuckermessgeräte lassen sich auch für andere Biomarker im Blut einsetzen, sagen amerikanische Wissenschaftler von der Universität von Illinois.


Kombiniert man ein Blutzuckermessgerät mit NADH-Molekülen als Mediator an der Elektrode, so kann man mit einem Gerät sowohl den Blutzucker als auch den Laktat-Spiegel messen.

(c) Wiley-VCH

Sie erforschen die Messantwort von Nicotinamid-Coenzymen in gängigen Blutzuckermessgeräten. Der Lactatspiegel und die Konzentrationen anderer Biomarker lassen sich somit zuverlässig bestimmen. Die Arbeiten sind in der Zeitschrift Angewandte Chemie beschrieben.

Einfach zu bedienende, tragbare Blutzuckermessgeräte bieten seit Jahren Diabetikern die Möglichkeit, schnell und unkompliziert ihren Glucosespiegel selbst zu messen. Die meisten dieser Messgeräte arbeiten elektrochemisch und beruhen auf enzymatischen Reaktionen: Glucose wird enzymatisch oxidiert, und dann wird erst das Enzym durch einen Mediator, dann der Mediator selbst an der Elektrode des Messgeräts rückoxidiert, was einen kleinen elektrischen Strom produziert.

Das Messsignal gibt den Strom wieder und korreliert direkt mit der Glucosekonzentration. Ließe sich nun dieses etablierte System auch für die Messung von anderen Biomarkern im Blut als Glucose nutzen ohne am Aufbau oder der chemischen Ausstattung des Geräts viel zu ändern?

Die Gruppe um Yi Lu an der Universität von Illinois hat jetzt ein typisches Glucosemessgerät auf andere Biomarker hin umfunktioniert. Sie fügten einfach ein kleines weiteres Molekül hinzu, Nicotinamidadenindinucleotid (NADH), das sehr viele Redoxenzyme in biologischen Systemen nutzen. Die Idee war, dass die Reaktionen mit NADH das gewünschte Zielmolekül, zum Beispiel Milchsäure oder Lactat, direkt mit dem Mediator an der Elektrode des Blutzuckermessgeräts verknüpfen.

Der Lactatspiegel wird bei vielen klinischen Indikationen routinemäßig gemessen: zum Beispiel bei Diabetikern, die ebenfalls ihren Glucosespiegel überwachen müssen. Könnte man gleichzeitig und mit nur einem portablen Gerät Blutzucker und Lactat messen, hätte man viele Vorteile:

"Ein solches homogenes Testsystem ist sehr vielversprechend für die Messung zu Hause", sagen deshalb die Autoren der Studie. Sie beschreiben das dosisabhängige Signal, das Blutzuckermessgeräte auf die Zugabe des Coenzyms NADH liefern. Indem NADH unter Zugabe der geeigneten Enzyme mit L-Lactat reagiert, zeigt es die Lactatkonzentration an: "Zwischen dem Messsignal des Blutzuckermessgeräts und der L-Lactatkonzentration ist ein quantitativer Zusammenhang hergestellt", erklären die Autoren.

Das von Lu und Mitarbeitern entwickelte System enthält im Wesentlichen die für die Enzymreaktionen notwendigen Enzyme, die einfach der zu untersuchenden Probe mit NADH zugegeben werden. Nach einer kurzen Reaktionszeit wird das Signal abgelesen. Wie aber ist es möglich, dass ein Testgerät für Glucose in der Blutprobe Lactat misst, ohne gleichzeitig den Glucosespiegel anzugeben?

Dieses Problem lösten die Wissenschaftler relativ einfach: "Um die Glucoseinterferenz auszuschließen, fügten wir ein weiteres Enzym, die Hexokinase, hinzu. Die Hexokinase wandelt Glucose in Glucose-6-phosphat um, das kein Messsignal produziert". Die Wissenschaftler ermittelten somit Lactatspiegel in Plasmaproben von Patienten, die den Ergebnissen herkömmlicher Methoden entsprachen.

Möglich wären auch Doppelmessungen von L-Lactat und Glucose mit ein- und demselben portablen Blutzuckermessgerät. "Unser Geräteentwurf ermöglicht es, bei gleichzeitiger Glucoseentfernung aus dem Blut die Zielmoleküle in einem einzigen Schritt nachzuweisen", so die Autoren. Weitere Biomarker, die durch die NADH-Methode erfassbar wären, sollen in Zukunft erforscht werden.

Angewandte Chemie: Presseinfo 45/2015

Autor: Yi Lu, University of Illinois (USA), http://www.chemistry.illinois.edu/faculty/Yi_Lu.html

Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201507563

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Latest News

Wireless power can drive tiny electronic devices in the GI tract

28.04.2017 | Medical Engineering

Ice cave in Transylvania yields window into region's past

28.04.2017 | Earth Sciences

Nose2Brain – Better Therapy for Multiple Sclerosis

28.04.2017 | Life Sciences