Markierungsfreie Zelldifferenzierung

Im Blutbild werden Daten über die Menge und die Form von Zellbestandteilen zusammengefasst. Daraus kann der Arzt Schlussfolgerungen über den Gesundheitszustand eines Patienten ziehen. Die zugehörigen Messungen umfassen auch durchflusszytometrische Verfahren, bei denen optische oder Impedanz-Zellzählgeräte eingesetzt werden. In beiden Fällen werden zunächst die roten Blutzellen durch Hämolyse zerstört. Das erleichtert die Konzentrationsmessung weißer Blutkörperchen, deren Konzentration bei Gesunden etwa tausendmal geringer ist als die der roten Blutzellen. Bei bestimmten Erkrankungen, beispielsweise Leukämie, reagieren aber die weißen Blutzellen auf diese Hämolyseverfahren überempfindlich oder können ebenfalls zerstört werden. Bei anderen Blutproben, z. B. von Säuglingen oder Anämiepatienten, finden sich unter Umständen hämolyseresistente rote Blutzellen, die eine fehlerfreie Unterscheidung und Konzentrationsmessung der Leukozyten verhindern. Für eine sichere Differenzierung sind bei solchen Proben aufwendige mikroskopische Untersuchungen oder die Färbung von DNA oder Zellmembran erforderlich.

M it dem in der PTB entwickelten Verfahren lassen sich Blutproben nach geeigneter Verdünnung durchflusszytometrisch analysieren, ohne sie durch eine Hämolyse oder Verwendung von Färbereagenzien zu beeinflussen. Die Methode beruht darauf, dass die Änderung des komplexen Widerstandes (der Impedanz) beim Durchtritt einer Blutzelle durch die Elektrodenanordnung einer mikrofluidischen Baugruppe gemessen wird. Zur eindeutigen Zellidentifikation werden zwei Wechselspannungen mit verschiedenen Frequenzen angelegt und die jeweiligen komplexen AC-Impedanzsignale, also die jeweilige Resistanz (Wirkwiderstand) und die Reaktanz (Blindwiderstand) sowie der Betrag der Impedanz bestimmt. Durch geeignete Wahl der Frequenzen und der Messgrößen können die dem erweiterten Kleinen Blutbild zugeordneten Zellen, also die roten Blutzellen, die Blutplättchen, die Granulozyten, die Monozyten und die Lymphozyten, im Mikro-Durchflusszytometer unterschieden werden.

Mit der neuen Methode können die Untersuchung von Blutproben bei bestimmten Patientengruppen vereinfacht und gleichzeitig systematische Messfehler vermieden werden. Die erforderliche Anzahl mikroskopischer Nachdifferenzierungen und/oder zellspezifischer Färbungen lässt sich damit reduzieren. Das auf einer mikrofluidischen Baugruppe basierende Verfahren bietet außerdem das Potenzial zur Entwicklung einer durchflusszytometrischen Einweg-Messzelle für Vor-Ort-Anwendungen.