Laktattest leicht gemacht

Leistungssportler wollen ihn wissen: den Laktatwert im Blut. Dieser gibt Aufschluss darüber, wieviel Milchsäure sich durch die körperliche Belastung bereits im Blut angesammelt hat – und lässt auf den Fitnesszustand schließen.

Profisportler müssen deshalb regelmäßig zur Leistungsdiagnostik antreten. Während sie auf einem Fahrradergometer unter verschiedenen Belastungsstufen strampeln, nimmt ihnen ein Arzt immer wieder einen Tropfen Blut am Ohrläppchen ab. Ein spezielles Gerät übernimmt die Messung der Laktatkonzentration im Blut.

Solche Szenarien sollen bald der Vergangenheit angehören. Mit Hilfe einer miniaturisierten Messtechnik können Leistungs- und auch Freizeitsportler künftig selbst ihre Laktatwerte beobachten – auch während des Trainings. Normalerweise sind die Analysegeräte recht groß und können mehrere tausend Euro kosten. »Wir haben einen Weg gefunden, die Messtechnik so zu miniaturisieren, dass sie in einem Ohrclip untergebracht werden könnte«, sagt Thomas van den Boom, Gruppenleiter am Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg.

Die Messung des Laktatwertes beruht auf einer elektrochemischen Methode. Mit Hilfe eines Enzyms entsteht in einer chemischen Reaktion aus dem Laktat ein Redoxstrom, den man über Elektroden messen kann. Die Messtechnik besteht aus zwei Chips: Dem neuartigen Nanopotentiostaten, der auf einen Chip von zwei mal drei Millimeter Größe passt und weniger als einen Euro kostet. »Auf dem zweiten Chip befinden sich Mikroelektroden, die wir für diesen Zweck entwickelt haben und die wir mit dem Nanopotentiostaten koppeln können«, erklärt van den Boom. Eine der Mikroelektroden ist mit einer dünnen Gelschicht versehen, die das Enzym enthält.

Insgesamt drei Mikroelektroden befinden sich auf dem Chip und werden durch den Nanopotentiostaten angesteuert. Zwei dienen zur elektrochemischen Messung, während die dritte für ein konstantes elektrochemisches Potential und damit eine stabile Spannung sorgt. Die Ergebnisse könnte der Ohrclip an eine Trainings-Armbanduhr oder ein Mobiltelefon funken.

Die Elektrode können die Ingenieure mit unterschiedlichen Enzymen beschichten, sodass neben der Laktatmessung verschiedene weitere Analysen im Blut oder anderen Elektrolyten möglich sind. Der Vorteil: Die Elektroden sind besonders klein und kostengünstig – und die Analysen lassen sich mobil vor Ort durchführen. Einen ersten Demonstrator des Nanopotentiostaten gibt es bereits.