A  Methoden der klinischen Chemie 

Domäne der klinischen Chemie ist die Messung von gelösten Substanzen in Körperflüssigkeiten. In den meisten Laboratorien werden zudem die geformten Bestandteile des Urins mikroskopisch untersucht. Neu dazugekommen ist die Nukleinsäurediagnostik (NAD), welche sich mit der Untersuchung der Nukleinsäuren DNA aus dem Zellkern und RNA befasst.

Die gelösten Substanzen gehören zu den unterschiedlichsten Stoffklassen: es handelt sich um Stoffwechselprodukte wie Kohlenhydrate, Proteine und Lipide, aber auch um Enzyme, Vitamine, Elektrolyte, Hormone, Immunglobuline und Spurenelemente.  Als mehr oder weniger leicht zugängliche Körperflüssigkeiten eignen sich Blut (bzw. Plasma oder Serum), Urin, Liquor cerebrospinalis, Faeces und Punktate (z.B. Gelenkspunktate). 

Entsprechend ist auch das Repertoire an analytischen Methoden, welche zur Messung all dieser Substanzen eingesetzt werden müssen.

Die in der klinischen Chemie eingesetzten analytischen Methoden beruhen, nomen est omen, vorwiegend auf chemischen Reaktionen. 

Gebräuchlich ist die chemische Umwandlung der nachzuweisenden Substanz, wobei beispielsweise ein gefärbtes Produkt entsteht. Je stärker die Farbentwicklung, desto höher muss die Konzentration der Substanz sein. Bei der Absorptionsphotometrie wird die Farbentwicklung dadurch gemessen, dass ein Lichtstrahl durch die gefärbte Flüssigkeit geschickt wird: je stärker die Farbe, desto weniger Licht kann die Flüssigkeit durchdringen, oder anders ausgedrückt, desto mehr Licht wird von der gefärbten Flüssigkeit aufgenommen (absorbiert). 

Dieses Grundprinzip wird in verschiedenen Varianten angewendet. Anstelle einer einfachen chemischen Reaktion können zu Umwandlung der zu messenden Substanz (die als Analyt bezeichnet wird) auch Enzyme eingesetzt werden, da der Nachweis so spezifischer wird. Anstelle von sichtbarem Licht kann auch ultraviolettes Licht benutzt werden.  [>Script]

Spurenelemente sind vom Organismus benötigte Elemente, die jedoch nur in ausserordentlich kleinen Mengen (Spuren) vorkommen. Zur Messung wird ein Atomabsorptionsphotometer benötigt. [Script]

Auch hier wird der Analyt in eine gefärbte Substanz umgewandelt. Zur Messung der Farbentwicklung wird jedoch das von der Oberfläche reflektierte Licht gemessen. Dieses Verfahren kommt vor allem bei der sog. Trockenchemie wie den Urinstix zur Anwendung. [>Script]

Völlig neue Möglichkeiten brachte der Einsatz von Antikörpern als diagnostisches Werkzeug. Antikörper zeichnen sich dadurch aus, dass sie sich gezielt mit nur einem Analyten (dem Antigen) verbinden können. Bei den Immunoassays werden grundsätzlich, auch hier gibt es verschiedene Spielarten, die dadurch gebildeten Antigen-Antiköper-Komplexe (Immunkomplexe) erfasst. Mit Immunoassays können auch Substanzen gemessen werden, welche in einer sehr geringen Konzentration vorkommen und damit den chemischen Methoden nicht mehr zugänglich sind. 

Können diese Antigen-Antiköper-Komplexe direkt gemessen werden, so können Streulichtmethoden verwendet werden (Nephelometrie und Turbidimetrie). Ist allerdings die Konzentration der Immunkomplexe sehr klein, so müssen zusätzlich sogenannte Marker eingesetzt werden. Als Marker können radioaktive Elemente, fluoreszierende oder lumineszierende Substanzen gebraucht werden, man spricht dann entsprechend von einem Radioimmunoassay (RIA), Fluoreszenzimmunoassay (FIA) oder Lumineszenzimmunoassay (LIA). [>Script]

Die Durchflusszytometrie ist ein automatisierbares Verfahren zur Analyse von Zellen in Körperflüssigkeiten. Sie wird daher vorwiegend in Hämatologie/Onkologie und Immunologie eingesetzt. 

Elektrisch geladene Atome werden als Ionen bezeichnet. Die wichtigsten Elektrolyte wie Natrium, Kalium, Chlorid, Magnesium liegen in mehr oder weniger grossem Anteil im Organismus als Ionen vor und können so Salze bilden. Salzhaltige Lösungen leiten den elektrischen Strom: je höher der Salzgehalt, desto besser die Leitfähigkeit. Ionenselektive Elektroden (ISE) ermöglichen aber nicht nur die gezielte Messung von Elektrolytkonzentrationen, sondern können auch bei der Messung von Blutgasen und der Beurteilung des Säuregrades des Blutes eingesetzt werden. 

Biosensoren sind ebenfalls in der Lage selektiv Analyte zu messen. [>Script]

Bei den Trennmethoden werden verschiedene Analyte bzw. deren Anteile in einer Lösung bestimmt. So könne mittels einer Elektrophorese die Proteine im Blut in mehrere, diagnostisch bedeutsame Fraktionen unterteilt werden. Dabei wandern die Proteine in einem elektrischen Feld.

Ebenfalls zu den Trennmethoden werden werden die chromatographischen Methoden gezählt. Je nach Methode unterscheidet man zwischen Flüssig- und Gaschromatographie. Ebenfalls dazu gezählt wird die Dünnschichtchromatographie. 

Die Massenspektrometrie ist eine eine sehr aufwendige Methode, die nur an grösseren Zentrum zur Anwendung gelangt. Dabei werden die nachzuweisenden Moleküle entsprechend ihrem Verhältnis von Masse zu Ladung aufgetrennt. 

Das Mikroskop ist in der klinischen Chemie unersetzlich bei der Betrachtung des Urinsediments (geformte Bestandteile des Urins). Allerdings hat sie mit der Durchflusszytometrie des Urins teilweise Konkurrenz erhalten. Die Durchflusszytometrie (engl. Flowzytometrie ermöglicht allgemein die Bestimmung von Zellen in einer Flüssigkeit, nachdem diese vorher markiert wurden.

NAD wie PCR oder LCR dienen dem Nachweis von Nukleinsäuren wie DNA oder RNA. 

Mit der Mikroskopie und neuerdings den Sensoren werden jedoch auch Methoden eingesetzt, die vorwiegend auf physikalischen Prinzipien beruhen. 

Zur Erfassung des Mess-Signals werden am häufigsten spektrometrische Methoden eingesetzt. Dazu gehören neben der dominierenden Absorptionsphotometrie auch die Atomabsorptionsphotometrie, die Streulichtmessungen (Nephelometrie und Turbidimetrie) sowie die nur noch vereinzelt eingesetzte Flammenemmissionsphotometrie. Auch bei Immunoassays werden zur Quantifizierung der Immunkomplexe vermehrt Fluoreszenz und Lumineszenz eingesetzt, welch die Messung der Radioaktivität langsam, aber sicher verdrängen. Die Messung der Lichtreflexion wird bei den Urinstix, aber auch bei verschiedenen Schnelltests verwendet. 

Bei der Messung der Elektrolyte und bei der Erfassung von Störungen des Säure/Basen-Status sind ionenselektive Elektroden im Einsatz. 

Bei den Trennmethoden dominieren einerseits die Elektrophorese, andererseits die chromatographischen Methoden. 

29.03.2000 / hpk