Methodenartikel

Nachweis des Rhesusfaktors in menschlichen Blutproben mittels Magnetschwebetechnik

8. Juli 2025

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Quelle: Thompson, L. et al., Quantifizierung von zellulären Dichten und antigenen Eigenschaften mittels magnetischer Levitation.J. Vis. Exp.(2021)

Dieses Video zeigt den Nachweis des Rhesusfaktors (Rh) in Blutproben mit einem Magnetschwebegerät. Das Magnetfeld richtet Kügelchen und Blutzellen basierend auf der Dichte aus und lässt sie schweben. Die Behandlung der Proben mit Anti-Rh-Antikörpern führt zur Bildung von Kügelchen-Zell-Komplexen mittlerer Dichte, die die Unterscheidung von Rh-positiven und Rh-negativen roten Blutkörperchen ermöglichen.

Protokoll

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Alle Eingriffe mit menschlichen Teilnehmern wurden in Übereinstimmung mit den institutionellen, nationalen und internationalen Richtlinien für das Wohlergehen des Menschen durchgeführt und vom lokalen institutionellen Prüfungsausschuss überprüft.

>1. Einrichtung des Instruments

HINWEIS: Um schwebende Zellen abzubilden, müssen zwei Seltenerd-Neodym-Magnete, die auf der z-Achse magnetisiert sind, mit demselben Pol zueinander platziert werden, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Der Abstand zwischen den Magneten kann je nach Intensität des Magnetfeldes und Dichte der Ziele angepasst werden. In diesem Fall sind die Magnete durch einen 1 mm großen Abstand getrennt, der für das Einsetzen eines 50 mm langen quadratischen Glaskapillarrohrs ausreicht. Das Gerät wurde mit einem AutoCAD-Design 3D-gedruckt, das auf Anfrage erhältlich ist.

  1. Legen Sie das Mikroskop perfekt waagerecht auf die Seite.
    Anmerkung: Ein Mikroskop, das in einer aufrechten Standardposition aufgestellt wird, ist aufgrund der Positionen der Magnete in Bezug auf Kondensor und Objektiv nicht direkt für die Abbildung schwebender Objekte geeignet. Diese Einschränkung kann umgangen werden, indem das Mikroskop auf die Seite gelegt wird, perfekt horizontal, so dass der Kondensor das Licht in die Kapillare fokussieren kann und die Objektivlinse die zwischen den Magneten schwebende Zelle abbilden kann, während die Anforderungen an die Köhler-Beleuchtung erfüllt bleiben.
  2. Stützen und nivellieren Sie den Ständer auf einem Steckbretttisch mit 2 oder 3 Laborhebern.
  3. Um Vibrationen zu begrenzen, stützen Sie den Breadboard-Tisch mit Gummi-Dämpfungsfüßen ab.
  4. Entfernen Sie den Tisch und ersetzen Sie ihn durch eine kompakte Laborbuchse zum Einstellen der Höhe des Schwebegeräts (y-Achse) und zwei einachsige Translationstische: einen zum Einstellen des Fokus (z-Achse) und den zweiten zum Scannen des Kapillarrohrs.
  5. Befestigen Sie das Magnetschwebegerät mit zwei optischen Stiften der Mini-Serie an der Laborbuchse
  6. .

>2. Bindung von Antikörpern an Carboxy-Mikropartikel/Beads (modifiziert von einem Protokoll von PolyAn)

HINWEIS: Für den Nachweis von Rhesus, Rh(+) müssen nur Kügelchen mit niedriger Dichte (1,05 g/ml) beschichtet werden, aber sowohl Kügelchen mit hoher als auch mit niedriger Dichte werden für den Nachweis extrazellulärer Vesikel beschichtet.

  1. Nehmen Sie 1 mg Äquivalent der Bead-Suspension heraus und geben Sie in 0,5 mL Aktivierungspuffer (50 mM 2-(N-Morpholino)ethansulfonsäure, MES (MW195.2, 9,72 mg in 1 mL)) pH 5,0 und 0,001% Polysorbat-20).
  2. 12 μl frisch hergestelltes 1,5 M 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimidhydrochlorid (EDC) (MW 191,7, 0,28755 g in 1 ml) und 12 μl 0,3 M Sulfo-N-Hydroxysuccinimid (NHS) (MW 217,14, 0,0651 g in 1 ml) in eiskaltes Wasser geben.
  3. Die Röhrchen auf einen Orbitalschüttler legen und 1 h lang bei Raumtemperatur kräftig schütteln, um die Carboxylgruppen auf den Kügelchen zu aktivieren.
  4. Stoppen Sie die Aktivierung nach 1 h durch Zugabe von 0,5 mL Coupling Buffer (10x phosphatgepufferte Kochsalzlösung, PBS oder 0,1 M Phosphat pH 7-9).
  5. Pelletieren Sie die Kügelchen, indem Sie 10 Minuten lang bei 20.000 x g zentrifugieren, oder, wenn die Kügelchen nicht pelletiert werden können, verwenden Sie einen 0,45 μm Zentrifugenröhrchenfilter. Aspirieren Sie den Überstand oder Durchfluss.
  6. Waschen Sie die Kügelchen mit 1 mL 10x PBS 3 x wie in Schritt 2.5.
  7. Berechnen Sie 25 μg Antikörper pro mg Kügelchen und mischen Sie den gewünschten Antikörper mit aktivierten Kügelchen auf eine endgültige Antikörperkonzentration von 0,7-1,0 mg/ml in 10X PBS.
  8. Platzieren Sie die Rohre auf einer Rohrwippe, die auf niedrige Geschwindigkeit eingestellt ist. Rollen Sie die Rohre zum Ankoppeln über Nacht vorsichtig bei Raumtemperatur auf.
  9. Wiederholen Sie Schritt 2.5 und waschen Sie die Kügelchen zweimal mit 1 mL 10x PBS.
  10. Mit 0,5 mL 1 M Ethanolamin (98 % Stamm = 16,2 M) in einem Puffer pH 8,0 mit 0,02 % Polysorbat-20 für 1 h bei Raumtemperatur unter leichtem Schütteln waschen.
  11. Wiederholen Sie Schritt 2.5 und waschen Sie die Kügelchen einmal in 1 ml Dulbeccos phosphatgepufferter Kochsalzlösung (DPBS). Die Kügelchen können bis zur Verwendung in 200 μl DPBS bei 4 °C gelagert werden.
    Anmerkung: Das Protokoll kann hier pausiert werden.

>3. Entnahme und Aufbereitung von Blut für den Rh(+)-Nachweis

  1. Stechen Sie mit einer Ein-Klick-Stechhilfe in den Finger eines Rh(+)-Spenders und sammeln Sie 10 μl Blut in 1 ml DPBS.
  2. Färben Sie die Rh+-Zellen mit einer fluoreszierenden Plasmamembranfärbung. Optional fügen Sie 1 μl Fluoreszenzfarbstoff zur 1 ml-Suspension der Rh+-Zellen hinzu (1:1000 Verdünnung).
  3. Inkubieren Sie die Zellen mit dem Fluoreszenzfarbstoff bei 37 °C für 15 min.
  4. Pelletieren Sie die Zellen, indem Sie sie 15 s lang bei 5.600 x g schleudern und 3 Mal mit 1 mL DPBS waschen. Resuspendieren Sie in 1 ml Hanks' ausgewogener Salzlösung (HBSS) mit Calcium und Magnesium (HBSS++).
  5. Mit der Ein-Klick-Stechhilfe stechen Sie in den Finger eines Rh(-)-Spenders und sammeln Sie 2 μl Blut.
    Anmerkung: Wenn Sie mehr als 2 Bedingungen vorbereiten, sammeln Sie genügend Blut, um 1 μl Rh(-)-Blut in jedes Röhrchen zu geben.
  6. Bereiten Sie die erforderlichen Versuchsröhrchen vor: Nur Kügelchen, Immunglobulin G (IgG)-Kontrolle, Probe.
    1. Nur Kügelchen: Fügen Sie 174 μl HBSS++, 1 μl IgG-Kontrollkügelchen, 1 μl Kügelchen mit hoher Dichte (1,2 g/ml) und 24 μl 500 mM Gd3+ (60 mM) hinzu.
    2. IgG-Kontrolle: Fügen Sie 172 μl HBSS++, 1 μl IgG-Kontrollkügelchen, 1 μl Kügelchen mit hoher Dichte, 1 μl Rh-Blut, 1 μl gefärbte Rh+-Blutsuspension und 24 μl 500 mM Gd3+ hinzu.
    3. Das Probenröhrchen fügt 172 μl HBSS++, 1 μl anti-RhD-beschichtete Kügelchen, 1 μl Kügelchen mit hoher Dichte, 1 μl Rh-Blut, 1 μl gefärbte Rh(+)-Blutsuspension und 24 μl 500 mM Gd3+,
      hinzu Anmerkung: Rh-Proben werden als Referenz mit Kügelchen mit hoher Dichte zugesetzt.

4. Analysieren von Zellen auf dem Magnetschwebegerät

  1. Führen Sie die Inbetriebnahme des Geräts gemäß den Anweisungen des Herstellers durch.
  2. Geben Sie 50 μl Probe in ein Kapillarröhrchen, bis das Röhrchen gefüllt ist. Versiegeln Sie die Enden des Kapillarrohrs mit Kapillardichtmittel und stellen Sie sicher, dass keine Luftblasen vorhanden sind.
  3. Legen Sie das Kapillarrohr in die Halterung zwischen dem oberen und unteren Magneten. Passen Sie den Tisch und den Fokus für eine optimale Betrachtung an.
    Anmerkung: Zellen/Kügelchen können zwischen 5 und 20 Minuten brauchen, um ihre magnetische Gleichgewichtsposition zu erreichen, basierend auf ihrer Dichte und der Konzentration von Gd3+. Je höher die Konzentration von Gd3+, desto kürzer die Zeit.

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Offenlegungen

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Es wurden keine Interessenkonflikte angegeben.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
2-(N-Morpholino)ethansulfonsäurehydratSigma AldrichNr. M-2933(MES); Bestandteil des Aktivierungspuffers
50x2,5x1 mm Magnete, vernickelt (Ni-Cu-Ni) beschichtet, Sorte N52, magnetisiert durch 5 mm (0,197") DickeK&J MagneticsGewohnheitMagnete, die für die Magnetschwebevorrichtung verwendet werden
Kapillarrohr-Dichtstoff (Critoseal)Leica MikrosystemeArtikel-Nr.: 267620Wird verwendet, um die Enden der Kapillarrohre zu verschließen
Zentrifugenrohrfilter (Corning Costar Spin-X)Sigma AldrichCLS8163Wird zum Waschen von Perlen verwendet
Kompakte LaborbuchseThorlabsLJ750Wird zum Einstellen der Magnetschwebevorrichtung verwendet
DPBS, kein Kalzium, kein MagnesiumGibcoNr. 14190-144Lösung für Wulstsuspensionen
EthanolaminSigma AldrichE9508-100MLWird während eines Waschschritts für Perlen verwendet
Fluoreszierender Plasmamembran-Fleck (CellMask grün)InvitrogenNr. C37608Wird verwendet, um Rh+-Zellen zu färben
Gadoteridol-InjektionProHanceNDC 0270-1111-03Gadolinium (Gd3+); magnetische Lösung zur Suspendierung von Zellen
HBSS++GibcoTel.: 14025-092Lösung für die Probenvorbereitung
Mini Series PfostenkragenThorlabsMSR2Wird verwendet, um Magnetschwebegeräte an Laborbuchsen zu befestigen
N-(3-Dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimidhydrochloridSigma AldrichE1769-10G(EDC); wird in der Antikörper-Kopplungsreaktion verwendet
Normale Kaninchen-IgG-KontrolleF&E-SystemeAB-105-CWird verwendet, um Perlen als Kontrollbedingung zu beschichten
Phosphatgepufferte Kochsalzlösung (10X Lösung, pH 7,4)Boston BioproductsBM-220Bestandteil des Kupplungspuffers, der für Waschschritte verwendet wird
Polysorbat 20 (Tween 20)Sigma AldrichNr. P7949-500MLKomponente des Aktivierungspuffers
Polystyrol-Carboxyl-PolymerBangs LaboratorienPC06004Kügelchen mit höchster Dichte (1,05 g/ml), die für die Antikörperkopplung verwendet
Kaninchen RhD Polyklonaler AntikörperInvitrogenPA5-112694Wird verwendet, um Kügelchen zum Schutz des Rh-Faktors in roten Blutkörperchen zu beschichten
Mikroskop in ForschungsqualitätOlympProvis AX-70Mikroskopisch zur Montage von Magnetschwebegeräten und zur Betrachtung schwebender Zellen
Gummi-DämpfungsfüßeThorlabsRDF1Wird verwendet, um den Breadboard-Tisch zu stützen
Quadratische Boro-RohreVitroRöhrchenNr. 8100-050Kapillarrohr zum Laden der Probe in die Magnetschwebebahn
Sulfo-NHSThermowissenschaftlichArtikel-Nr.: 24510Wird in der Antikörper-Kopplungsreaktion verwendet
Translationale PhaseThorlabsPT1Wird zum Fokussieren und zum Scannen des Kapillarrohrs verwendet
werden

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Schlagwörter

Rhesus Factor DetectionAnti RhD AntibodyBlood Cell SeparationParamagnetic SolutionFluorescent LabelingCapillary TubeDensity GradientBead RBC ComplexRh Positive Cells

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