Glucose-Oxidase-Test

Kennst du jemanden in deinem Umfeld mit Diabetes? Diabetes ist eine Autoimmunerkrankung, bei der der Erkrankte die Aufnahme von Glucose und somit von Energie nicht mehr alleine bestreiten kann. Die meisten Menschen haben die Erkrankung alleinig nicht von Geburt an und so muss erst einmal herausgefunden werden, dass ein Mensch Diabetes hat. Dies kann mithilfe dem Glucose-Oxidase-Test geschehen.

Aufbau des Glucose-Oxidase-Teststreifens

Auf dem Teststreifen befindet sich an einem Ende ein kleines Plättchen. Dieses Plättchen besteht aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen Vliesen und Filtern. Diese Filter und Vliesen filtern die Blutplättchen ab und lassen nur die übrige Flüssigkeit, also das Blutplasma durchlaufen. Die eigentliche Reaktion findet in der untersten Schicht statt.

Reaktion des Glucose-Oxidase-Tests

Hier wird Glukose also von einem Indikatorsystem durch eine für Glukose spezifische enzymatische Reaktion angezeigt.

• Im ersten Reaktionsschritt wird Glucose durch Luftsauerstoff katalysiert und durch die Glucose-Oxidase (GOD) zu Gluconolacton oxidiert.

• Im zweiten Reaktionsschritt wird das gebildete Wasserstoffperoxid (${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$) durch die Peroxidase (POD) katalysiert, um das Chromogen zu einem Farbstoff zu oxidieren. Das Plättchen zeigt dabei Farben von gelb für normal, über grün bis hin zu dunkelgrün und blau, welche dann für eine ungesunde Konzentration an Glukose im Urin steht.

$\mathrm{Glucose}+{\mathrm{O}}_2\stackrel{\mathrm{GOD}}{\to }\mathrm{Gluconolacton}+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$

$\underset{\mathrm{farblos}}{\mathrm{Chromogen}}+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2\stackrel{\mathrm{POD}}{\to }{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+\underset{\mathrm{blau}}{\mathrm{Farbstoff}}$

Abbildung 1: Glucose-Oxidase-Test

Glucose-Oxidase-Test Arten

Das chemische Grundprinzip des Glucose-Oxidase-Tests hast du nun bereits kennengelernt. Jedoch gibt es zwei verschiedene Arten diesen Test auszuwerten:

• die photometrische und
• die elektrochemische Bestimmung.

Blutmessgeräte, wie man sie bei Diabeteskranken oft sieht, können auf beide Weisen funktionieren. Beide Versionen sind gleich häufig genutzt.

Photometrische Bestimmung

Bei der photometrischen Bestimmung wird die genau farbliche Veränderung des Plättchens bestimmt. Dazu wird in einem Photometer das genaue Absorptionsverhalten des Plättchens bestimmt. Mithilfe dieses Wertes kann man die genaue Menge an Glucose im Urin oder Blut bestimmen. Also wird bei dieser Methode die genaue Quantifizierung der Glukose ermittelt.

Elektrochemische Bestimmung

Die elektrochemische Bestimmung läuft ein wenig anders ab. Hierbei wird Glukose auch durch GOD oxidiert. Jedoch reagiert das entstandene Wasserstoffperoxid dann nicht mithilfe von Farbstoff weiter, sondern es wird elektrolytisch reduziert.

Das bedeutet, dass dabei Elektronen freigesetzt werden, die man mit einem Amperemeter messen kann. Durch diesen Wert kann man dann wieder die Menge an Glukose ausrechnen und damit auch die Quantität der Glukose ermitteln.

Krankheitserkennung von Diabetes mellitus

Diabetes ist eine der wichtigsten Volkskrankheiten.

Die Messung von Glukose im Urin/Blut hat eine wichtige diagnostische Bedeutung für die Früherkennung, den Verlauf und die Selbstkontrolle von Diabetes.

Allerdings ist auch zu beachten, dass manche Störungen des Glukosestoffwechsels nicht mit Diabetes einhergehen, sondern auch andere Ursachen als Diabetes haben können.

Diabetes tritt auf, wenn die Resorption von Glukose durch die Niere überschritten wird.

Die Zahl der unerkannten Diabetiker ist groß, denn viele Betroffene erkennen ihre Erkrankung nicht, da sich beispielsweise Diabetes Typ 2 schleichend entwickelt.

Anzeichen von Diabetes

Anzeichen für eine Diabetes-Erkrankung sind rapide Gewichtsabnahme, starker Durst, ständiger Harndrang, Müdigkeit und schnelle Erschöpfung.

Farbveränderungen von weniger als 50$\frac{\mathrm{mg}}{\mathrm{dl}}$(2,8 $\frac{\mathrm{mmol}}{\mathrm{l}}$) sollten als normal angesehen werden.

Die Grenze des physiologischen Diabetes im Morgenurin liegt bei 15 $\frac{\mathrm{mg}}{\mathrm{dl}}$(ca. 0,8 $\frac{\mathrm{mmol}}{\mathrm{l}}$).

Die angegebene Obergrenze beträgt 30$\frac{\mathrm{mg}}{\mathrm{dl}}$. Die Sensitivität des Testpapiers sollte nahe der Grenze des physiologischen Diabetes liegen. Die tatsächliche Nachweisgrenze des Urins ohne Ascorbinsäure liegt bei 40$\frac{\mathrm{mg}}{\mathrm{dl}}$(ca. 2,2 , und selbst ein leichter pathologischer Diabetes kann mit Teststreifen zuverlässig nachgewiesen werden.

Verwendung des Glucose-Oxidase-Tests

Der Glucose-Oxidase-Test ist sehr leicht anzuwenden und dazu eine trockenchemische Methode. Dadurch ist diese besonders gut zur patientennahen Sofortdiagnostik verwendbar und wird auch in Blutzuckermessgeräten und für Biosenoren eingesetzt.

Der große Vorteil ist, dass vorher keine Lösung ungemischt werden muss, es also keinerlei Vorbereitungen zu dem Glucose-Oxidase-Test benötigt werden.

Störfaktoren

Hohe Ascorbinsäuredosen (Vitamin C) können die Reaktion von Proben mit niedrigen Glukosespiegeln (bis zu 2,5 $\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{l}}$) hemmen und dadurch die Ergebnisse verringern. Bei positiver Ascorbinsäure-Reaktion sollte der Test einen Tag nach Beendigung der Vitamin-C-Versorgung wiederholt werden. Durch oxidierende Desinfektionsmittel kann es zu falsch positiven Ergebnissen kommen. Zudem kann auch ein hohes Körpergewicht die Empfindlichkeit gegenüber Glukose beeinträchtigen.

Außerdem gibt es Medikamente, die den Messwert verfälschen können. Dazu gehört beispielsweise Novalgin, welches ein Mittel zur Schmerz- und Fieberbekämpfung ist. Ein weiteres Medikament ist α-Methyldopa, welche zur Parkinson-Behandlung eingesetzt wird. Dieses Medikament kann den Glucose-Messwert um bis zu 50% verringern.