Snelle test van donorbloed

Bloed geven blijkt achteraf soms aderlaten te zijn geweest. De gulle donatie kan bij het ziekenhuisafval wanneer een screening op besmettelijke ziekten positief uitvalt. Die standaard procedure neemt enkele uren in beslag en daar laat je vrijwilligers niet op wachten.

Maar donoren wegsturen voordat ze ook maar een drup hebben gegeven? Het behoort tot de mogelijkheden als de surface plasmon resonance (SPR) technologie eenmaal doorbreekt. Met deze diagnostische techniek zal straks binnen twee minuten het bewijs voor syfilis, AIDS en geelzucht op tafel liggen.

Grootste markt voor SPR zijn de routinecontroles bij bloedtransfusies. Maar ook huisartsen zullen straks vliegensvlug infectieziekten kunnen vaststellen. Simpelweg door bloed uit zo'n onprettige vingerpunctie op een wegwerpbare strip te smeren en die in een zakformaat SPR-diagnose-instrument te steken. Ook bedside diagnostics, snelle checks door de behandelend arts zelf, of hormoondetecties bij sport, behoren tot de mogelijkheden. Zelfs wij zullen met kant-en-klare kits onze eigen diagnoses kunnen stellen.

””SPR komt duidelijk naar voren als de eerste biosensor- techniek die praktisch toepasbaar is'', zegt dr.ir. Richard Schasfoort, onderzoekleider bij TNO-voeding in Zeist.

Niemand twijfelt er meer aan dat oppervlakte plasmon resonantie praktisch mogelijk is. Het Zweedse bedrijf Pharmacia verkoopt al ruim een jaar de BIAcore, een research-apparaat dat werkt volgens het SPR-principe. Wereldwijd zijn er al 25 van dit dure apparaat verkocht.

Ielajza

Bij de screening van ziekten draait het allemaal om de wisselwerking van eiwitten. De wijdvermaarde Elisa-test (spreek uit: ielajza) werkt ook op die manier. Een Elisa detecteert antistoffen (die het lichaam aanmaakt tegen infectieziekten) in het bloed door ze te hechten aan nagemaakte eiwitten (de antigenen) van ziekteverwekkers. Door in een tweede stap dit eiwit-complex een kleurreactie te laten ondergaan krijgt men uitsluitsel over besmetting. Alles bij elkaar nogal een gedoe, zo'n Elisa. Soms zijn analisten er uren mee kwijt.

Bij SPR is geen kleuring meer nodig, daar wordt het eventuele eiwitcomplex direct gedetecteerd. Daarvoor zijn op een SPR- teststrookje de antigenen (van de ziekteverwekker dus) op een dun laagje goud of zilver aangebracht. Daarboven zit een membraan, zodat alleen het bloedserum inclusief mogelijke antistoffen tot het goudlaagje met antigenen kan doordringen nadat er een druppel bloed is aangebracht. Zijn er antistoffen - de persoon is dan ziek of ziek geweest - dan hechten die aan de antigenen op het edelmetaal.

SPR kan direct ”zien' of er alleen antigenen op het edelmetaallaagje zitten of dat er een antigeen-antistof-complex is gevormd. Dat gebeurt met behulp van laserlicht dat men achterop het goudlaagje laat vallen - dus niet aan de kant waar de eiwitten zitten.

Daarbij wordt de lichtbundel onder verschillende hoeken op het edelmetaal gericht. Bij één specifieke invalshoek - de plasmonhoek - trillen de elektronen in de edelmetaallaag mee met het coherente licht van de laserstraal. Bij die hoek wordt het licht geabsorbeerd. De plasmonhoek is dus eenvoudig te detecteren.

Elk goudlaagje met eiwitmassa heeft zijn eigen specifieke hoek waarbij het zich als een klankbord gedraagt. En omdat de plasmonhoek varieert met de hoeveelheid eiwitmateriaal op het laagje zijn eiwit-eiwit interacties snel te constateren - de plasmonhoek verschuift.

Zit er op het goud bijvoorbeeld alleen het syfilis-eiwit TmpA, dan wordt het laserlicht bij een andere invalshoek geabsorbeerd dan wanneer TmpA een complex vormt met de antistoffen tegen TmpA.

Voor de constructie van een SPR-diagnose-instrument is in principe niet meer nodig dan een laserbron, een rijtje laserdiodes en wat elektronica - tegenwoordig in elke elektronica-hobbyzaak voor enkele tientjes bij elkaar te scharrelen.

Daar liggen dan ook niet de uitdagingen, die liggen in het maken van de teststrookjes. In ons land werken TNO en Euro-Diagnostics (onlangs overgenomen door het Zweedse Farmaceutische bedrijf Ferring) er samen aan. TNO-voeding sleepte hiervoor al patenten in de wacht en inmiddels is men erin geslaagd om een prototype SPR-instrument voor de screening van syfilis te ontwikkelen.

Met name deze geslachtsziekte is interessant voor de ontwikkeling van een eenduidige SPR-test. Bloedbanken gebruiken voor het aantonen van lues meestal een goedkope agglutinatie-test van een paar kwartjes. Agglutinatie geeft echter lang niet altijd uitsluitsel, en een Elisa voor syfilis is vier keer duurder.

SPR biedt zelfs mogelijkheden voor miniaturisering. ””De techniek is zo ver dat je met geïntegreerde optica een wegwerpbare multisensor kunt maken ter grootte van een uit de kluiten gewassen horloge'', aldus dr Martin Salden van Ferring Euro- Diagnostics. Daarop zou de tropen-reiziger direct kunnen zien of het tijd is om het vliegtuig naar huis te nemen.

Foto: Experimentele SPR voor bloedtests. Rechts de laser, links de sensor. Op een goudplaatje in het midden kan een bloedmonster worden gedeponeerd.