Labordiagnostik

Mitte des 20. Jahrhunderts läuten zwei Erfindungen den Beginn der modernen Labordiagnostik ein. Aus ihnen entwickeln sich zwei Fachrichtungen: patientennahe Schnelltests und hochkomplexe Analysen im Zentrallabor.

1941: Clinitest

Mischen, kochen, lange warten – aufwendige Abläufe zur Analyse von Urin bestimmen bis in die 1940er-Jahre hinein die Arbeit im Labor. Dann stellt eine Brausetablette alles auf den Kopf. Im sogenannten Clinitest werden erstmals alle nötigen Reagenzien für einen Urinschnelltest zur Untersuchung von Diabetes in einer Tablette vereint. Vermengt man sie mit einigen Tropfen Urin, lässt sich durch die entsprechende Farbveränderung innerhalb kurzer Zeit der Blutzuckeranteil ablesen. Damit legt die Firma Miles, ein Unternehmen, das im heutigen Geschäftsbereich Diagnostics von Siemens Healthineers aufgegangen ist, den Grundstein für die moderne Point-of-Care-Diagnostik.

 

1956 gelingt es, die Reagenzien aus der Brausetablette auf Papierstreifen aufzubringen – die ersten Clinistix-Teststreifen sind geboren. Einmal kurz in Urin getaucht, ist das Ergebnis bereits nach zehn Sekunden sichtbar.  Mit den Clinistix etabliert sich eine neue Methode in der Labormedizin – die Dip-and-read-Diagnose. Spätere Teststreifen wie die Multistix von 1984 können über weitere Testfelder auf dem Streifen auch zahlreiche andere Werte bestimmen. Noch heute gehören Teststreifen zur Standardausstattung jeder Arztpraxis und jedes Labors.

1957: AutoAnalyzer

Dem Biochemiker Leonard Tucker Skeggs fällt auf, wie lange noch in den 1950er-Jahren eine Blutanalyse im medizinischen Labor dauert. Und er beginnt, zu Hause in seinem Keller zu tüfteln. Das Ergebnis ist ein „interessantes Stück Schrott“, wie es zunächst scherzhaft genannt wird. Dieses Stück Schrott hat jedoch das Potenzial, die gesamte Labordiagnostik zu revolutionieren, was die Firma Technicon (später Siemens) erkennt und Skeggs unter Vertrag nimmt. Er entwickelt seine Idee drei Jahre lang weiter und bringt 1957 den sogenannten AutoAnalyzer an den Markt.

 

Dieses Gerät kombiniert mechanische Vorrichtungen wie eine pulsierende Pumpe mit Apparaturen zur Dialyse und Analyse und verbindet diese Komponenten mit einer weitreichenden Innovation: Die Proben fließen, durch Luftblasen voneinander getrennt, ohne Unterbrechung durch den AutoAnalyzer. Das System hat nicht nur die Arbeit in vielen Laborbereichen von Grund auf verändert, es ist auch die Ursache für den Boom der Laborautomation in den 1960er-Jahren.

1960er-Jahre: Corning Model 12

Heute ist die Blutgaseanalyse ein essenzieller Bestandteil der Notfallmedizin zur schnellen Kontrolle der Herz-, Lungen- und Stoffwechselfunktion. Kleine portable Systeme wie das RAPIDPoint 500® liefern anhand weniger Tropfen arteriellen Blutes bei einer Messzeit von 60 Sekunden genaue Testergebnisse in Laborqualität. Während moderne Analysesysteme sämtliche Blutgaswerte messen, ist es Anfang der 1960er-Jahre noch nicht einmal möglich, den Sauerstoffanteil im Blut zu bestimmen. 

 

Ein Meilenstein in der Blutgasanalyse ist das Corning Modell 12 mit einer Elektrode aus hochspezialisiertem Glas, die den pH-Wert des Blutes misst, ohne dass das Ergebnis von anderen Blutbestandteilen verfälscht wird. Noch werden Blutgas- und pH-Messungen getrennt voneinander durchgeführt. Ein weiterer Durchbruch ist das Corning Model 165 von 1971, denn dieses Gerät kann erstmals in einer einzigen Blutprobe den pH-Wert, den Sauerstoffpartialdruck (pO2) und den Kohlendioxidpartialdruck (pCO2) ermitteln.

1976: CLINITEK Analyzer

Die Erfindung der Clinistix ist der Auftakt für die Entwicklung zahlreicher weiterer Teststreifen zur Urin- und Blutanalyse. Diese Teststreifen können mit bloßem Auge und mithilfe von Farbtabellen gelesen werden. Das Verfahren ist einfach und praktikabel. In kleinen Arztpraxen und im Privatgebrauch kommt es bis heute zum Einsatz. Doch bei einem hohen Probenaufkommen, etwa in Kliniken, wo täglich Hunderte Tests ausgewertet werden müssen, helfen automatische Messsysteme, viel Zeit zu sparen und gleichzeitig verlässliche Ergebnisse zu liefern.

 

1976 hält mit dem automatischen Urinanalysesystem CLINITEK Analyzer technische Unterstützung Einzug in die medizinischen Labore. Zum Auslesen eines Teststreifens legt man diesen einfach in das Gerät, und innerhalb von 30 Sekunden werden 37 unterschiedliche Urinwerte berechnet. Auf diese Weise lassen sich im Verlauf einer Stunde bis zu 60 Teststreifen auswerten. 

 

Durch kleine und hochspezialisierte Geräte kommt das Labor heute direkt zum Patienten. Egal ob in der Primär- und Notfallversorgung oder direkt am Krankenbett – mit diesen Systemen können lebenswichtige Informationen aus dem Blut gewonnen werden. Zum Beispiel ermöglicht das Xprecia Stride™, das nur etwas größer ist als ein Smartphone, eine schnelle und zuverlässige Blutgerinnungsanalyse in Laborqualität. 

2016: Atellica® Solution 

Zahlreiche Forscher und Entwickler der Vorgängerunternehmen der heutigen Diagnostik-Sparte von Siemens Healthineers leisten entscheidende Beiträge zur Entwicklung der modernen Labordiagnostik. Mit Atellica® Solution gelingt Siemens Healthineers 2016 der Schritt in die Zukunft.

 

Atellica® Solution ist ein wegweisendes System für die Klinische Chemie und die Immundiagnostik. Besonders bemerkenswert sind die Fortschritte bei Flexibilität und Geschwindigkeit der Analyse: Das System kann zum Beispiel in mehr als 300 verschiedenen Kombinationen aus bis zu zehn Komponenten individuell zusammengestellt werden, um den zur Verfügung stehenden Raum im Labor bestmöglich zu nutzen. Die magnetische Probentransporttechnologie ist bis zu zehnmal schneller als konventionelle Labor-Transportbänder. Ein Immunoassay-System der Atellica® Solution analysiert mehr als 400 Proben in der Stunde. Mithilfe der Software für eine intelligente Ablaufplanung wird jede Probe einzeln erfasst und entsprechend ihrer Priorität gesteuert: So haben Notfallproben Vorrang vor Proben aus Routineuntersuchungen.