Beaufschlagung einer DBS-Karte mit Blut im Labor.
MPS-basierter GERSTEL-DBS-A-Autosampler (l.) mit SPExos-Modul (r.) zur direkten Kopplung an die LC-MS/MS (nicht im Bild).
Prinzip der Durchflussdesorption (Flow Through Desorption) einer DBS-Karte
DBS-Karte nach der Desorption eines Blutstropfen mit dem GERSTEL-DBS-A-Autosampler
Autoren

Dr. Oliver Lerch, Susanne Rose
GERSTEL GmbH & Co. KG
Eberhard-Gerstel-Platz 1
45473 Mülheim an der Ruhr

Forensische und Pharmaanalytik

Was ein Blutstropfen verrät

Bei der Untersuchung von Blut spielen neben der Präzision und Sensitivität auch die Probenmenge und die Zeit, bis verwertbare Messresultate vorliegen, eine wichtige Rolle. Die Handhabung des verwendeten Analysengeräts wird ebenfalls als relevante Größe betrachtet. In allen genannten Punkten überzeugt die Dried-Blood-Spot-Analyse (DBS) – insbesondere automatisiert unter Einsatz des GERSTEL-MultiPurposeSamplers (MPS).

Seit den 1960er-Jahren wird die Dried- Blood-Spot-(DBS)-Analyse eingesetzt, anfangs zum Screening von Stoffwechselkrankheiten bei Neugeborenen, danach, vor allem seit nachweisstarke LCund GC/MS-Systeme [1, 2] zur Verfügung stehen, auch auf anderen Anwendungsfeldern, etwa der Pharmaforschung [3], der klinischen Chemie, der therapeutischen Arzneimittelüberwachung [4], der forensischen Toxikologie und der Dopinganalytik [5].

Bereits wenige Blutstropfen aus der Fingerbeere oder der Ferse genügen, um die DBS-Analyse durchzuführen. Bevorratet und zur Analyse gegeben werden die Blutproben auf speziellen Karten, die als Probenträger dienen und auf denen die Blutstropfen von Hand in kreisförmig markierte Bereiche appliziert werden. Sobald das Blut getrocknet ist, lässt sich die Karte zur Analyse geben, verschicken oder aufbewahren.

Aufgrund der homogenen Verteilung des Blutes innerhalb des Tropfens – eine Trockenblutprobe enthält zwischen 15 und 30 μL Blut – ist es möglich, durch Ausstanzen einer Scheibe von wenigen Millimetern Durchmesser eine definierte Menge des darauf applizierten und verteilten Blutes zu untersuchen. Die Scheibe wird in einem Gläschen oder einer Mikrotiterplatte mit einem geeigneten Lösemittel extrahiert. Der resultierende Extrakt wird zentrifugiert, der Überstand aufgereinigt oder unmittelbar bzw. nach einem Austausch des Lösemittels vermessen, häufig mittels LC-MS/MS oder GC-MS/MS. Dies ist der übliche Ablauf der manuellen Aufarbeitung von DBS-Karten.

Automatisierung erhöht Probendurchsatz

Um den Probendurchsatz zu erhöhen und die Routineanalytik zu vereinfachen, erweist sich eine Automatisierung der DBS als sinnvoll. GERSTEL hat die von Spark Holland entwickelte DBS-Lösung in enger Kooperation mit dem niederländischen Unternehmen weiterentwickelt und als automatisierte Komplettlösung ins eigene Produktportfolio aufgenommen. Die GERSTEL-DBS-Lösung umfasst die automatisierte Bearbeitung mittels MPS, die Einbindung eines LC/MS-Systems sowie eine einheitliche, anwenderfreundliche Softwaresteuerung. Das DBS-MPS-LC-MS/MS-System* funktioniert vereinfacht gesagt wie folgt: Der MPS transportiert eine DBS-Karte zu einer Kamera. Eine Bilderkennungssoftware bewertet den getrockneten Blutstropfen (Dried Blood Spot) und wählt einen Bereich zur Desorption aus. Die Karte wird in das Desorptionsinterface gespannt. Ein Lösemittel durchströmt eine definierte Fläche des Blutstropfens und desorbiert die Analyten (Flow Through Desorption); ein interner Standard kann dem Desorptionslösemittel zudosiert werden. Weiter aufreinigen lässt sich das resultierende Eluat online über eine automatisch wechselbare SPE-Kartusche in der integrierten GERSTEL-SPExos-Einheit. Die Karte wird freigegeben, die Leitungen werden gespült, und zur Kontrolle wird ein Foto der Karte nach dem Desorptionsschritt angefertigt. Da das Gesamtsystem direkt an die LC gekoppelt ist, können die Analyten aus dem desorbierten Bereich vollständig auf die LC-Säule überführt werden.

Das Fazit der Experten: schnelle und sichere Bestimmung relevanter Parameter in Blut mit sehr guten Nachweisgrenzen. Effizienter geht’s kaum.

 

Literatur

[1] D. Holmes; "Europe plays catch-up on neonatal screening as US skips ahead" Nature Medicine 18 (2012) 1596
[2] D. C. Lehotay, P. Hall, J. Lepage, J. C. Eichhorst, M. L. Etter, C. R. Greenberg; "LC-MS/MS progress in newborn screening" Clinical Biochemistry 44 (2011) 21
[3] Q. C. Ji, G. Liu, C. J. D‘Arienzo, T. V. Olah, M.E. Arnold; "What is next for dried blood spots?" Bioanalysis 4 (2012) 2059
[4] P. M. Edelbroek, J. van der Heijden, L. M. L. Stolk; "Dried Blood Spot Methods in Therapeutic Drug Monitoring: Methods, Assays, and Pitfalls" Therapeutic Drug Monitoring 31 (2009) 327
[5] C. P. Stove, A. S. Ingels, P. M. M. De Kesel, W. E. Lambert; "Dried Blood Spots in Toxicology: from the Cradle to the Grave?" Critical Reviews in Toxicology 42 (2012) 230

*For research use only. Not for use in diagnostic procedures.