De paarse stipjes zijn de metabolieten, zie zich vlak onder de phaseguide ophopen in de waterfase (blauw)

Leidse onderzoekers hebben een monstervoorbewerkingstechniek ontwikkeld die zeldzame metabolieten snel indikt tot een meetbare concentratie. Ook als het oorspronkelijke monstervolume heel klein is, melden ze in Analytical Chemistry.

Laatste auteur Peter Lindenburg noemt als voorbeeld het hersenvocht van een labmuis: als je wilt dat het dier het overleeft kun je daar hooguit een microliter van aftappen, en dat volume is veel te klein om prettig mee te werken.

Zijn methode komt neer op elektro-extractie, vertaald naar een lab op een chip. Die elektro-extractie is een variatie op vloeistof-vloeistofextractie, aangevuld met een sterk elektrisch veld . De truc daarbij is dat die eerste fase een organische vloeistof is en die tweede een waterfase die elektriciteit veel beter geleidt. De veldsterkte concentreert zich dus in die organische fase; geladen moleculen die zich daar in bevinden worden met kracht de waterfase in getrokken, maar zodra ze voorbij het grensvlak zijn is meteen de vaart er uit.

Waarbij het goed uitkomt dat de meeste metabolieten geladen moleculen zijn.

In de oervorm was die elektro-extractie een batchproces, maar de Leidse chip maakt er een continuproces van. Daarbij staat de waterfase stil, terwijl de organische fase er overheen stroomt. Gevolg is dat je een veel groter volume van die organische fase kunt verwerken, zonder dat de vloeistoflaag zó dik wordt dat de metabolieten er te lang over doen om het grensvlak te bereiken. Waar het batchproces ophield bij 10 tot 100 microliter, kun je met de huidige chip binnen 20 minuten een hele milliliter verwerken.

Technisch is daarbij de grootste uitdaging om het grensvlak tussen beide fasen te stabiliseren, wat met een vrij simpele phaseguide blijkt te lukken.

De Leidenaren hebben het uitgeprobeerd met acylcarnitines, die gelden als biomarkers voor problemen met de vetzuuroxidatie. Ze mengden die door urine, die ze vervolgens dispergeerden in een grote overmaat ethylacetaat. Die cocktail stuurden ze door de chip, waarna ze het rsterende waterlaagje uit die chip analyseerden met vloeistofchromatografie. Inderdaad vonden ze niet alleen de toegevoegde acylcarnitines terug, maar ook sporen van andere varianten die in veel lagere concentraties al in de gebruikte urine aanwezig waren.

bron: C&EN, Analytical Chemistry

Onderwerpen