Blutzucker und Milchsäure aus der Fingerspitze

  • Blutzuckermessgeräte lassen sich auch für die Untersuchung anderer Biomarker als Glucose im Blut einsetzen, z.B. zur Bestimmung des Lactatspiegels.Blutzuckermessgeräte lassen sich auch für die Untersuchung anderer Biomarker als Glucose im Blut einsetzen, z.B. zur Bestimmung des Lactatspiegels.

Einfach zu bedienende, tragbare Blutzuckermessgeräte arbeiten meist elektrochemisch und beruhen auf enzymatischen Reaktionen: Glucose wird enzymatisch oxidiert, und dann wird erst das Enzym durch einen Mediator, anschließend 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.

Amerikanische Wissenschaftler von der Universität von Illinois zeigten nun, dass sich dieses etablierte System auch für die Messung von anderen Biomarkern im Blut als Glucose nutzen lässt – und das, ohne am Aufbau oder der chemischen Ausstattung des Geräts viel zu ändern. Die Gruppe um Yi Lu fügte einfach das Coenzym Nicotinamidadenindinucleotid (NADH) hinzu, das sehr viele Redoxenzyme in biologischen Systemen nutzen. Durch die Reaktionen mit NADH konnte das gewünschte Zielmolekül, zum Beispiel Milchsäure oder Lactat, direkt mit dem Mediator an der Elektrode des Blutzuckermessgeräts verknüpft werden. Das Blutzuckermessgerät lieferte auf die Zugabe von NADH ein dosisabhängiges Signal.

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", erklärten die Autoren.

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 auf diese Weise Lactatspiegel in Plasmaproben von Patienten, die den Ergebnissen herkömmlicher Methoden entsprachen.

Möglich wären mit diesem System auch Doppelmessungen von L-Lactat und Glucose mit ein- und demselben portablen Blutzuckermessgerät.

Originalpublikation
Jingjing Zhang et al.: Angew. Chem., Nov. 23, 2015 – DOI: 10.1002/ange.201507563

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