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Dokumentenidentifikation DE2850627C2 11.02.1988
Titel Stabiler Standard für Blutuntersuchungen
Anmelder Louderback, Allan Lee, Temple City, Calif., US
Erfinder Louderback, Allan Lee, Temple City, Calif., US
Vertreter Wuesthoff, F., Dr.-Ing.; Frhr. von Pechmann, E., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Behrens, D., Dr.-Ing.; Goetz, R., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing., Pat.-Anw., 8000 München
DE-Anmeldedatum 22.11.1978
DE-Aktenzeichen 2850627
Offenlegungstag 07.06.1979
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 11.02.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.02.1988
IPC-Hauptklasse G01N 33/96

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen stabilen Standard für Blutuntersuchungen zur Messung des pH-Wertes und Gasgehaltes von Blut gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Blutserum ist eine komplexe biologische Flüssigkeit, die verschiedene Bestandteile von entscheidender physiologischer Bedeutung enthält. Bei einer normalen, d. h. durchschnittlichen gesunden Person liegt der Gehalt an diesen Bestandteilen innerhalb bestimmter ausreichend genau definierter Grenzen. Wenn es sich bei der Analyse zeigt, daß der Gehalt an einem dieser Bestandteile außerhalb dieses normalen Bereichs liegt, kann ein krankhafter (pathologischer) Zustand vorliegen, der medizinische Beachtung verdient.

Die Bestimmung von Blutgasen, Elektrolyten und dem Säure-Base- Gleichgewicht ist ein wichtiger Punkt der Blutanalyse. So können Anomalien in der Lungenfunktion angezeigt werden durch die Konzentrationen an Sauerstoff und Kohlendioxid im Blut. Die Bedeutung des Sauerstofftransports durch das Blut bei der Atmung und die Steuerung der Atmung durch das Kationen-Anionen-Gleichgewicht ist bekannt. Aufgrund der Homöostase hält der Körper einen Gleichgewichtszustand aufrecht, der sich in Beziehung auf den Wasser- und Elektrolyt-Metabolismus auf dreierlei Weise manifestiert:

  • 1. Aufrechterhaltung des pH-Wertes bzw. des Säure- Base-Gleichgewichts.
  • 2. Aufrechterhaltung der Ionenzusammensetzung.
  • 3. Aufrechterhaltung der Osmolalität.


Die Puffersysteme im intra- und extra-zellulären Bereich halten den pH-Wert innerhalb enger Grenzen. Von den verschiedenen physiologischen Puffern enthält nur das Bicarbonat-System eine Komponente, nämlich Kohlendioxid, die bei Körpertemperatur flüchtig ist und daher durch die Lungen gesteuert werden kann. So ermöglicht eine Analyse des Bicarbonat-Puffer-Systems eine direkte Bestimmung des Atmungs-Säure-Base-Gleichgewichts. Gelöstes Kohlendioxid ist in Plasma entsprechend der folgenden Gleichung enthalten:

CO&sub2;+H&sub2;O&lrarr2;H&sub2;CO&sub3;&rlarr2;H&spplus;+HCO&sub3;-

Kohlendioxid ist auch in den roten Blutkörperchen enthalten und zwar in gelöstem Zustand oder kombiniert mit Hämoglobin unter Bildung von Carbamino-CO&sub2;, oder in einem Komplex aufgrund der Wirkung des Enzyms, Kohlensäureanhydrase, das in den Erythrocyten enthalten ist.

Der Zusammenhang zwischen Gesamt-CO&sub2;, Bicarbonat, Kohlensäure, pCO&sub2; und pH im Blut kann durch die bekannte Henderson- Hasselbach-Gleichung gezeigt werden:



in der

pH der im arteriellen Blut gemessene pH-Wert

pK der Logaritmus des reziproken Werts der Dissoziationskonstanten des Bicarbonatsystems

HCO&sub3;- die tatsächliche Bicarbonatkonzentration in mMol/l und

H&sub2;CO&sub3; die Kohlensäurekonzentration in mMol/l ist.



Die Werte für pH, Gesamt CO&sub2; und pCO&sub2; können experimentell bestimmt werden und ihr mathematischer Zusammenhang kann durch Anwendung der Henderson-Hasselbach-Gleichung gezeigt werden.

Es wurden verschiedene Vorrichtungen zur Bestimmung dieser Parameter entwickelt, die die Blutgase und das Säure-Base- Gleichgewicht umfassen. Mit Hilfe dieser Vorrichtungen ist es allgemein möglich, den pH-Wert, pCO und CO&sub2; des Blutes zu bestimmen. (Z. B. US-PS 36 58 478, US-PS 36 52 843, US-PS 37 63 422, US-PS 36 54 445 und US-PS 38 74 850).

Die Anwendung der oben angegebenen und anderer derartiger Vorrichtungen zur Bestimmung von Blutgasen im klinischen Labor führt zu Problemen bezüglich der Qualitätskontrollen. Die Vorrichtungen müssen natürlich in erster Linie entsprechend geeicht sein. Die Eichung solcher Vorrichtungen oder Instrumente kann erreicht werden, indem man standardisierte Gase durch die Vorrichtungen abmißt oder indem man eine geeichte Flüssigkeit wie eine wäßrige Bicarbonatlösung anwendet (z. B. US-PS 36 81 255). Die Eichung der Geräte stellt jedoch nur eines der Probleme bei der instrumentellen Bestimmung von Blutgas im klinischen Labor dar. Um eine hohe Zuverlässigkeit zu erzielen, muß das Instrumentarium bzw. System häufig untersucht werden und das Laborpersonal muß sofort auf irgendeine Ungenauigkeit reagieren. Für den zuletzt genannten Zweck wurden Kontrollstandards entwickelt, auf die die Vorrichtungen bzw. Instrumente in bestimmten Zeitabständen in vorbestimmten Intervallen angewandt werden können, um eine angemessene Qualitätskontrolle sicherzustellen. Ein derartiger Kontrollstandard ist ein gefriergetrocknetes menschliches Serum, das vor der Anwendung mit einem flüssigen Verdünnungsmittel rekonstituiert wird. Beispiele für derartige Kontrollstandards sind in den US-PS 34 66 249 und 36 29 412 beschrieben. Diese Standardmaterialien sind jedoch nicht vollständig zufriedenstellend für Kontrollzwecke, wenn die Blutgas-Analyse die Bestimmung von Sauerstoff umfaßt, da das rekonstituierte Serum nicht den gewünschten Gehalt an gelöstem Sauerstoff besitzt. Sie sind mehr dafür vorgesehen, andere biologische Werte zu kontrollieren, wie sie mit einem bekannten Auto Analyzer bestimmt werden.

Ein anderer derartiger Kontrollstandard enthält Blut, das durch Zugabe einer Flüssigkeit rekonstituiert ist, die Fluorid und Jodacetat oder ein Fluoracetat enthält, um das Blut zu stabilisieren (US-PS 38 59 049). Dieser Standard liefert jedoch ebenfalls nicht den gewünschten Gehalt an Sauerstoff zur Kontrolle der Vorrichtungen, mit deren Hilfe Blutsauerstoff bestimmt wird.

Obwohl es bekannt ist, daß die Blutkörperchen durch verschiedene chemische Fixative stabilisiert werden können (US-PS 35 74 137 und 36 40 896) oder durch sorgfältiges Waschen zur Abtrennung von anderen Blutbestandteilen (US-PS 35 58 522) sind diese Materialien nur für Blutzählverfahren und ähnliche derartige Zwecke geeignet, nicht jedoch für die Bestimmung des pH-Wertes und Gasgehaltes im Blut.

Es ist auch bekannt, daß Blutkörperchen zur Hämaglutination oder um als Affinitäts-Absorbertien für Antigen oder Antikörper zu dienen, durch Behandlung mit Aldehyden stabilisiert werden können (US-PS 30 96 250, 34 26 123, 37 08 572, 37 14 345, 39 25 541 und 39 14 400).

Diese Materialien sind wiederum nur für die angegebenen diagnostischen Zwecke geeignet, erfüllen jedoch nicht die Forderungen für Blutgas- und pH-Messungen.

In der US-PS 39 73 913 ist ein stabiler Blutkontrollstandard und ein Verfahren zur Qualitätskontrolle bei der Messung des Blut-pH-Werts und Gasgehaltes im klinischen Labor angegeben. Die Vorrichtung umfaßt einen dicht verschlossenen Behälter, der speziell behandelte rote Blutkörperchen enthält, über denen sich ein gasgefüllter Raum befindet, der zumindest gleich ist dem Volumen der roten Blutkörperchen. Mit Hilfe dieses Standards ist es jedoch nicht möglich, verschiedene Kohlenmonoxidgehalte bei einem Produkt aus ganzem Blut zu bestimmen. Wenn man z. B. nur eine Menge an Kohlendioxid in den freien Raum oberhalb des Blutes in den Glasbehälter einbringen würde, würden die Ergebnisse variieren in Abhängigkeit davon, wie lange man Kohlenmonoxid einleiten würde und anschließend unterschiedliche Mengen an Sauerstoff, Kohlendioxid und Stickstoff in unterschiedlichen Konzentrationen, wie in der oben angegebenen Patentschrift erwähnt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen stabilen Standard für Blutuntersuchungen zu entwickeln, der insbesondere für die instrumentelle Messung von Kohlenmonoxid im Blut, bzw. Kohlenmonoxid/Hämoglobin angewandt werden kann und zuverlässige Meßergebnisse liefert.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den, im Hauptanspruch beschriebenen Standard. Ein Verfahren zu dessen Herstellung ist im Anspruch 2 angegeben.

Dabei erhält man eine Vollblutkontrolle, die dazu bestimmt ist, die Analyse einer Oximetervorrichtung zu überwachen, die Informationen über einen oder mehrere der folgenden zu bestimmenden Bestandteile liefert:



Klinische Bedeutung der Messung dieser Bestandteile:

Hämoglobin

  • - Die Rolle des Hämoglobins ist gut belegt und die Hämoglobinmessung ist von größter Bedeutung in der klinischen Medizin. Hämoglobin ist verantwortlich für den Transport von Gasen, wie Sauerstoff, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid.


Oxihämoglobin

  • - Verhältnis der Menge an Hämoglobin, die mit Sauerstoff verbunden ist im Verhältnis zur Menge an Hämoglobin, die für die Oxidation zur Verfügung steht.


Kohlenmonoxid

  • - Kohlenmonoxid ist normalerweise nicht als metabolisches Endprodukt im menschlichen Blut enthalten. Ein Gehalt an Kohlenmonoxid in der Umgebung kann den Gehalt im Blut deutlich erhöhen. Kohlenmonoxyd ist im Rauch und in Autoabgasen enthalten. Stadtbewohner, die Nichtraucher sind, haben Carboxihämoglobingehalte von weniger als 3%. Bei starken Rauchern können bis zu 10% oder mehr des Hämoglobins mit Kohlenmonoxid verbunden sein.

    Carboxihämoglobin ist kein wirksames Transportmittel für Blutsauerstoff. Es ist bekannt, daß die Vergiftungswirkung, die eine Sauerstoffbindung an Hämoglobin verhindert, gefährlicher ist als ein Verlust einer entsprechenden Hämoglobinmenge durch Anämie.


Methämoglobin

  • - Methämoglobin ist ein "inaktives" Hämoglobin. Es kann sich nicht reversibel mit Sauerstoff und Kohlenmonoxid verbinden. Es verhindert den Transport von Sauerstoff aus dem Blut ins Gewebe, wobei bei Gehalten von 10 bis 20% Met Hb Cyanose auftritt.


Sauerstoffgehalt

  • - Die Gesamtmenge an Sauerstoff im Blut, d. h. die Summe von Oxihämoglobin und gelöstem Sauerstoff.


Die Hauptfraktionen von Blut sind Plasma, rote Blutkörperchen oder Erythrocyten, Blutplättchen oder Thrombocyten und weiße Blutkörperchen oder Leukocyten. In dem durchschnittlichen erwachsenen menschlichen Körper, der ungefähr 5 l Blut enthält, machen die roten Blutkörperchen 2,2 l aus. Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Standards werden diese roten Blutkörperchen zunächst von den anderen Blutbestandteilen abgetrennt und dann, wie näher erläutert, behandelt.

Um ein Verklumpen bzw. eine Agglomerierung während der Lagerung zu vermeiden, wird Vollblut normalerweise in einer Antikoagulans-Lösung wie Heparin, EDTA, ACD oder CPD-Lösung aufbewahrt. Auf diese Weise aufbewahrtes (gesammeltes) Blut kann normalerweise bis zu 21 bis 28 Tage gelagert werden, ohne daß die Lebensfähigkeit der restlichen roten Blutkörperchen ernsthaft beeinträchtigt wird. Seit dem Ende des 2. Weltkrieges hat das Sammeln und Lagern von Blut wesentliche Änderungen erfahren und verschiedene Vorteile bei der Trennung von Blutkomponenten haben zur Praxis der modernen Blutbestandteiltherapie geführt. Bei diesen Verfahren können die roten Blutkörperchen von dem ganzen Blut durch Sedimentation und Zentrifugieren abgetrennt werden. Die abgetrennten roten Blutkörperchen können mit Glycerin behandelt und dann für die spätere Anwendung in gefrorenem Zustand aufbewahrt werden. Ebenso kann das abgetrennte Plasma gefroren und gelagert werden, oder die einzelnen Fraktionen können gefroren und für die spätere Anwendung gelagert werden.

Zur Herstellung des Standards kann irgendeine der oben angegebenen Quellen für rote Blutkörperchen, d. h. frische oder überalterte (über 21 bis 28 Tage gelagerte) Blutzellen verwendet werden. Diese Zellen können aus menschlichem oder anderem Säugetierblut stammen, z. B. von Pferden, Rindern, Schweinen und Schafen.

Um eine vollständige Abtrennung von anderen Blutbestandteilen sicherzustellen, werden die roten Blutkörperchen absedimentiert oder zentrifugiert und gründlich gewaschen. Die Sedimentation wird erleichtert durch Zentrifugieren in einer üblichen Blutzentrifuge. Zentrifugen für die Sedimentation von roten Blutkörperchen sind bekannt und kontinuierlich arbeitende derartige Zentrifugen, wie sie im Handel erhältlich sind, sind bevorzugt (US-PS 37 06 412). Bei einer derartigen Zentrifuge besitzt das Gefäß zwei Teile, von denen der eine rotiert und der andere stationär ist. Wenn das Blut oder die vorher abgetrennten roten Blutkörperchen in den rotierenden Teil eintreten, verteilen sich die Zellen an der Peripherie, und indem sich das Gefäß füllt, trennt sich die überstehende Flüssigkeit von den roten Blutkörperchen. Diese werden durch Zentrifugalkräfte in Suspension gehalten, während die überstehende Flüssigkeit durch eine Auslauföffnung in einen Sammelbehälter abfließt.

Dann wird eine Waschlösung auf dem gleichen Weg in die Zentrifuge eingeleitet wie die roten Blutkörperchen. Die Waschlösung ist eine Salzlösung, die vorzugsweise normale physiologische Kochsalzlösung ist, enthaltend ungefähr 0,9% NaCl, die jedoch auch andere Substanzen, wie z. B. die Bestandteile von Alsever&min;s-Lösung enthalten kann. Die Geometrie der Zentrifuge hält die Blutkörperchen in einer kreisenden Bewegung entgegen dem Strom von frischer Waschlösung, während die verbrauchte Waschlösung durch die Austrittsöffnung entfernt wird. Nach Abschluß des Waschvorgangs wird die Zentrifuge gestoppt und die gewaschenen Blutkörperchen in ein getrenntes Sammelgefäß abgezogen.

Bei den oben angegebenen Waschverfahren werden die roten Blutkörperchen mit ungefähr 5 bis ungefähr 30 Volumina Salzlösung gewaschen. Bei einer bevorzugten Arbeitsweise wird eine Einheit Blut (0,47 l) mit ungefähr 3 bis 4 l Salzlösung gewaschen.

Nach dem Waschen mit der Salzlösung können die roten Blutkörperchen vorsichtig mit Aldehyd behandelt werden. Wenn sie nicht sofort behandelt werden, ist es bevorzugt, die Blutkörperchen vorübergehend in Alsever&min;s-Lösung aufzubewahren. Diese Lösung kann hergestellt werden durch Vermischen der folgenden Bestandteile in den angegebenen Mengen und Verdünnen mit Wasser auf ein Volumen von 3 l.

Bestandteile Menge

Glucose (Dextrose) 61,5 g

Natriumcitrat 24,0 g

Natriumchlorid 12,6 g

Citronensäure (1%) 15,6 ml

Neomycin 300 mg

Chloramphenicol 900 mg



Die Bestandteile sollten gut vermischt, und der pH-Wert innerhalb von ungefähr 6,4 bis 6,8 eingestellt werden. Die gewaschenen roten Blutkörperchen können ungefähr 45 Tage bei 2 bis 8°C in Alselver&min;s-Lösung aufbewahrt werden.

Die gewaschenen roten Blutkörperchen werden, wenn sie für die Aldehydbehandlung fertig sind, zunächst erneut in Salzlösung suspendiert, und zwar in Mengen von ungefähr 1 Volumenteil Blutkörperchen auf ungefähr 50 bis 30 Volumenteile Salzlösung. Die sich anschließende milde Behandlung mit Aldehyd umfaßt eine verhältnismäßig langsame Zugabe einer Salzlösung des Aldehyds zu den Blutkörperchen und Vermischen bei etwa 20 bis 26°C. Die Aldehydlösung ist vorzugsweise ungefähr 0,1 bis ungefähr 0,6 molar, vorzugsweise 0,4 bis 0,6 molar, bezogen auf Aldehyd in der Salzlösung. Die Aldehyde, die in der Aldehyd-Salzlösung angewandt werden können, sind allgemein aliphatische Aldehyde mit 1 bis ungefähr 6 Kohlenstoffatomen wie z. B. Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butyraldehyd, Malonaldehyd, Succinaldehyd, Glutaraldehyd und Methylglyoxal. Die Salzlösung ist vorzugsweise normale physiologische Kochsalzlösung und der Aldehyd ist vorzugsweise ein Monoaldehyd, besonders Formaldehyd. Die Suspension der roten Blutkörperchen in der Aldehyd-Salzlösung wird vermischt z. B. durch ungefähr 15 Minuten bis 4 Std. langes Rühren, vorzugsweise ungefähr 60 Minuten. Während dieser Zeit werden die Blutkörperchen leuchtend rot und erinnern an frisches arterielles Blut.

Nach der milden Behandlung mit Aldehyd werden die so behandelten Blutkörperchen, bzw. Erythrocyten sedimentiert, z. B. durch Zentrifugieren und erneut mit Salzlösung in ungefähr der gleichen Menge wie bei dem ersten Waschvorgang mit Salzlösung gewaschen. Wie oben können die Blutkörperchen direkt für die nächste Stufe angewandt werden, oder sie können vorübergehend in Alsever&min;s-Lösung bei 2 bis 8°C aufbewahrt werden.

Ein Teil der roten Blutkörperchen wird in Salzlösung ungefähr 15 bis 30 Minuten lang unter kontinuierlichem Rühren vollständig mit Kohlenmonoxid gesättigt. Nach der Sättigung werden 5 Teile der mit Kohlenmonoxid gesättigten roten Blutkörperchen mit 95 Teilen der Gesamtmenge, d. h. der nicht mit Kohlenmonoxid behandelten Blutkörperchen zusammengegeben, wobei man eine Kombination erhält, bei der 5% der roten Blutkörperchen mit Kohlenmonoxid gesättigt sind. Auf ähnliche Weise werden andere Konzentrationen hergestellt, z. B. Gemische, enthaltend 10% mit Kohlenmonoxid gesättigte rote Blutkörperchen und 90% nicht mit Kohlenmonoxid gesättigte. Ebenso kann jeder beliebige Anteil mit Kohlenmonoxid gesättigter roter Blutkörperchen mit nicht mit Kohlenmonoxid gesättigten zusammengebracht werden.

Nach Abschluß der Behandlung werden die roten Blutkörperchen gepuffert und in geeignete Behälter gegeben, die vollständig gasdicht gegenüber der Atmosphäre verschlossen werden können. Diese Behälter können z. B. Glasampullen, Arzneimittelfläschchen, o. ä. sein.

Das Puffern der Blutkörperchen, das nicht unbedingt notwendig ist, wird so durchgeführt, daß man den gewünschten pH- Bereich von ungefähr 6,0 bis ungefähr 7,7 erhält, je nachdem ob der Blutkontrollstandard repräsentativ sein soll für einen normalen Bereich, Acidose oder Alkalose. Unter normalen Umständen liegt der Bereich bei ungefähr 7,4 ±0,1, während er bei Acidose 7,0 bis 7,3, und bei Alkalose 7,6 ±0,1 beträgt. Die Molarität des Puffers liegt vorzugsweise bei ungefähr 0,05 bis ungefähr 0,2 m. Übliche Puffersubstanzen, wie z. B. Phosphat und Tris-puffer können angewandt werden, wobei Phosphat jedoch im allgemeinen nur bei einem pH-Wert von ungefähr 7,5 geeignet ist. Bevorzugte Puffersubstanzen um den gewünschten pH-Wert aufrecht zu erhalten sind: N- Tris-(hydroxymethyl)-methyl-2-aminoäthansulfonsäure (TES) und N-2-Hydroxyäthylpiperazin-N&min;-2-äthansulfonsäure (HEPES). Diese und andere geeignete Puffersubstanzen sind angegeben von Good et al., in Biochemistry, 5, 467-77 (1966).

Es werden ausreichend Bicarbonat-ionen z. B. NaHCO&sub3; zu den roten Blutkörperchen zugegeben, um den pCO&sub2;-Wert auf ungefähr 27 bis ungefähr 73 mbar zu bringen.

Die gepufferten Blutkörperchen werden dann bis zu einer solchen Höhe in den Behälter gegeben, daß darüber ein Raum freibleibt, der mindestens ungefähr dem Volumen der roten Blutkörperchen entspricht. Dieser freie Raum wird dann mit einem Gas oder Gasgemisch, enthaltend 0-15% CO&sub2;, 0-25% O&sub2; und als Rest N&sub2; oder ein inertes Gas gefüllt. Der Ausdruck "inertes Gas" wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf irgendein Gas, das gegenüber den Reaktionen, die in dem Elektrodensystem der Vorrichtungen zur Bestimmung des pH-Wertes des Blutes und des Gasgehaltes stattfinden, inert sind. Hierzu gehören die sogenannten inerten Gase oder Edelgase, die eine vollständige äußerste Elektronenschale besitzen wie He, Ne, Ar, Kr, Xe und Rn. Diese Gase können aus getrennten Quellen zugegeben werden oder als Vorgemisch der gewünschten Zusammensetzung.

Die oben erwähnten Elektroden sind übliche pH-, pCO&sub2;- und pO&sub2;-Elektroden, wie sie in den oben beschriebenen Vorrichtungen zur Bestimmung des pH-Wertes und des Gasgehaltes von Blut angewandt werden. Z. B. kann die Wasserstoffionen-Konzentration überwacht werden mit Hilfe einer pH empfindlichen Glaselektrode zusammen mit einer Ag/AgCl-Vergleichs-Elektrode, der Partialdruck von Kohlendioxid kann in der zirkulierenden Flüssigkeit durch eine CO&sub2;-Elektrode bestimmt werden, und der Sauerstoff mit einer auf Sauerstoff ansprechenden Elektrode.

Um sicherzustellen, daß der Blutkontrollstandard mit dem gewünschten Gas gesättigt ist, wird dieses Gas vorzugsweise in einem Volumen von ungefähr dem 10- bis 60fachen des Volumens des Behälters eingeleitet, und der Behälter anschließend sofort dicht verschlossen, bevor ein nenneswerter Austausch mit der Atmosphäre stattfinden kann. Das gewünschte gasdichte Verschließen kann z. B. erreicht werden unter Verwendung von Glasampullen als Behälter und Zuschmelzen der Ampulle mit einer Flamme. Bei Verwendung von Arzneimittelfläschchen können andere Formen einer hermetischen Abdichtung angewandt werden.

In dem verschlossenen Behälter stellt sich dann ein Gleichgewicht zwischen den Gasen und den roten Blutkörperchen ein und es entsteht im Grunde ein Miniaturtonometer. Dieses bleibt stabil und ergibt die gewünschten pH-, pO&sub2;- und pCO&sub2;-Werte über längere Zeiten, z. B. bis zu 6 Monaten, wenn es bei ungefähr 2 bis 8°C gelagert wird. Durch das Vorhandensein der roten Blutkörperchen enthält der Blutkontrollstandard auch Hämoglobin und ermöglicht daher die Bestimmung eines Basenüberschusses, aus dem man den O&sub2;-Gehalt und die O&sub2;-Sättigung berechnen kann.

Natürlich ist es erfindungsgemäß auch möglich, die Zellen selbst dicht abzuschließen, damit sie als Kontrolle für die Kohlenmonoxyd- und Sauerstoffsättigung dienen, die sich verändert, d. h. zu dem Kohlenmonoxidgehalt umgekehrt proportional ist.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläutert:

Beispiel

Eine Einheit (0,47 l) frisches menschliches Blut, das in ACD oder CPD-Antikoagulans-Lösung gesammelt worden ist, wird in eine Zentrifuge mit kontinuierlichem Durchfluß gegeben. Wenn das Blut in die Zentrifuge eintritt, werden die roten Blutkörperchen an der Außenwand der Zentrifuge (Peripherie) verteilt und die überstehende Flüssigkeit durch eine Austrittsöffnung ausgestoßen. Während der Rotation werden die Zellen mit 3 bis 4 l Waschlösung gewaschen, umfassend eine wäßrige Lösung, enthaltend 0,9% NaCl (physiologische Kochsalzlösung). Die gewaschenen roten Blutkörperchen werden in ein Sammelgefäß abgezogen und dann in einen Behälter gegeben, enthaltend 5 l normale physiologische Kochsalzlösung. Das Gemisch aus roten Blutkörperchen und Salzlösung wird dann bei 25°C langsam innerhalb eines Zeitraumes von 5 bis 10 Minuten zu 500 ml Salzlösung, enthaltend 40 ml Formaldehydlösung (37%) gegeben, wobei man eine Lösung von 0,1 m Formaldehyd in 0,9% NaCl erhält. Das Gemisch wird 60 Minuten bei 20°C gerührt. Während dieser Zeit nehmen die Blutkörperchen eine leuchtend rote Farbe an, die an frisches arterielles Blut erinnert. Das mit Formaldehyd behandelte Zellgemisch wird dann wieder in eine kontinuierliche Zentrifuge gegeben, in der die Blutkörperchen erneut mit 6 bis 8 l 0,9%iger Kochsalzlösung gewaschen werden. Die gewaschenen Blutkörperchen werden dann in einen Sammelbehälter ausgetragen und mit einer wäßrigen Lösung von 0,1 m HEPES gepuffert.

Ein Teil der erhaltenen roten Blutkörperchen wird 15 bis 30 Minuten unter kontinuierlichem Rühren vollständig mit Kohlenmonoxid gesättigt. 5 Teile dieses gesättigten Produktes werden mit 95 Teilen eines nichtgesättigten Produktes zusammengegeben. Auf ähnliche Weise werden 10 Teile des gesättigten Produktes mit 90 Teilen des nichtgesättigten Produktes vermischt. Auf gleiche Weise kann jeder beliebige Anteil mit Kohlenmonoxid gesättigter Blutkörperchen mit nicht mit Kohlenmonoxid gesättigten Blutkörperchen vermischt werden, um Gehalte von 5, 10 usw. % Kohlenmonoxid Sättigung zu erhalten.

Dann wird ausreichend NaHCO&sub3;-Lösung zugegeben, um den pCO&sub2;-Wert auf 53 mbar einzustellen. Der pH-Wert wird auf 7,4 eingestellt. Die gepufferten roten Blutkörperchen werden dann in 2 ml Anteilen in Glasampullen mit jeweils einem Fassungsvermögen von 8 ml gegeben. Ein vorgemischtes Gas, enthaltend 5% CO&sub2;, 12% O&sub2; und 83% N&sub2;, wird dann mit einer Geschwindigkeit von 600 ml/min. in die Ampulle geleitet, wobei jede Ampulle mit 150 ml Gas gespült wird. Die Ampullen werden sofort durch Drehen der Spitze in einer Flamme und Abziehen des Endes luftdicht verschlossen. Der erfindungsgemäße Standard für Blutuntersuchungen kann angewandt werden für ein Instrument, das Kohlenmonoxid-Hämoglobin mißt.

Vor der Anwendung wird der erfindungsgemäße Standard der bei 2 bis 8°C aufbewahrbar ist, um äußere Fehler aufgrund der Raumtemperatur und bei der Handhabung der Probe zu vermeiden, 30 Minuten in einem Wasserbad von 37°C inkubiert, um

  • a) die Probe auf physiologische Körpertemperatur zu bringen,
  • b) die Probe vollständig mit den eingeschlossenen Gasen ins Gleichgewicht zu bringen und
  • c) eine Probe zu erhalten, die an frisch entnommenes arterielles Blut erinnert.


Da die Messung des Gasgehaltes im Blut den Grundsätzen der natürlichen Gasgesetze folgt, ist die Temperatur etwas kritisch, wenn die Probe vollständig ins Gleichgewicht gebracht wird, um die genauen Partialdrucke zu erhalten. Nach Beendigung der Inkubation wird die Ampulle aufgebrochen und die Kontrollprobe kann direkt in eine Spritze aufgezogen werden und direkt in einen Blutgas-Analysator und/oder Oxymeter eingebracht zu werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Stabiler Standard für Blutuntersuchungen zur Messung des pH-Wertes und Gasgehaltes von Blut, umfassend in einem dichtverschlossenen Behälter behandelte Erythrocyten und in dem darüber befindlichen freien Raum von Volumen eines Gases, das zumindest ungefähr dem Volumen der Erythrocyten entspricht, und aus ungefähr 0 bis 15% CO&sub2;, ungefähr 0 bis 25% O&sub2; und als Rest N&sub2; oder einem inerten Gas oder Gemischen davon besteht, wobei die Erythrocyten behandelt worden sind durch sorgfältiges Waschen in Salzlösung, mildes Vermischen mit einer Lösung eines Aldehyds in Salzlösung, erneutes sorgfältiges Waschen in Salzlösung unter Bildung einer Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil dieser Erythrocyten-Suspension mit Kohlenmonoxid behandelt und dieser behandelte Teil mit einem Anteil Erythrocyten, die nicht mit Kohlenmonoxid behandel worden sind, vermischt worden ist.
  2. 2. Verfahren zur Herstellung des Standards nach Anspruch 1, durch das Waschen der Erythrocyten in Salzlösung, Vermischen mit einer Lösung von Aldehyd in Salzlösung unter milden Bedingungen, erneutes sorgfältiges Waschen in Salzlösung unter Bildung einer Suspension, gegebenenfalls Puffern auf einen pH- Wert von ungefähr 7 bis 7,7, gegebenenfalls Zugabe von Bicarbonationen bis zu einem pCO&sub2; Wert von ungefähr 27 bis ungefähr 73 mbar, Einbringen der behandelten Erythrocyten in einen Behälter, wobei oberhalb der Erythrocyten ein Raum freibleibt, der mindestens dem Volumen der Erythrocyten entspricht, Einleiten eines Gases, enthaltend ungefähr 0 bis ungefähr 15% CO&sub2;, ungefähr 0 bis ungefähr 25% O&sub2; und als Rest N&sub2; oder inerte Gase oder Gemische davon, in diesen freien Raum und unmittelbar anschließendes gasdichtes Verschließen des Behälters, dadurch gekennzeichnet, daß man zumindest einen Teil der Erythrocyten-Suspension mit Kohlenmonoxid behandelt und diesen Teil mit einem Anteil Erythrocyten zusammengibt, die nicht mit Kohlenmonoxid behandelt worden sind.






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