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Trotz unserer Unterschiede gibt es einige Dinge, die alle gemeinsam haben – wir alle verbrauchen Nahrung und scheiden dabei Abfallstoffe (z. B. Stuhl oder Kot) aus. Der Satz «Du bist, was du isst» trifft sicherlich zu, wenn es um das Thema Stuhlanalyse geht. Biomedizinische Labors sind ausgestattet, um Stuhlproben zu testen, um eine Reihe von Krankheiten und anderen Problemen zu diagnostizieren, obwohl herkömmliche Probenvorbereitungs- und Analyseverfahren ziemlich mühsam und zeitaufwändig sein können. Durch den Einsatz der Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) als Analysetechnik für Stuhltests können Labore schnelle und zuverlässige Ergebnisse ohne Probenvorbereitung erhalten.
Bestimmung von Fett-, Stickstoff- und Trockensubstanzgehalt ohne Probenvorbereitung
Der Metrohm NIRS DS2500 Solid Analyzer hat sich als wertvolles Instrument für einfache und zuverlässige Stuhltests in biomedizinischen Labors bewährt. Fäkaler Stickstoff und Fett, Trockenmasse und viele weitere wichtige Parameter können mit NIRS in weniger als einer Minute quantifiziert werden, ohne dass eine Probenvorbereitung erforderlich ist.
Dr. Laurence Barbot-Trystram von der Universitätskrankenhaus Pitié Salpêtrière - Charles Foix (AP-HP Paris, Frankreich) ist medizinischer Biologe und Ph.D. Apotheker mit Fachrichtung Biochemie. Sie nutzt dieses Gerät bei ihrer täglichen Arbeit und hat sich bereit erklärt, ihre Erfahrungen mit dem Rest der Welt zu teilen. Wir haben Dr. Barbot-Trystram mehrere Fragen zu ihrer Arbeit und ihren Eindrücken von der Verwendung des Metrohm NIRS DS2500 Solid Analyzer für die Stuhlanalyse gestellt.
Klicken Sie auf einen der folgenden Links, um direkt zu diesem Thema zu springen.
- Dr. Barbot-Trystram, könnten Sie bitte kurz Ihr Labor beschreiben?
- Was ist Ihre Rolle im Labor für Funktionelle Koprologie?
- Welche Analysen werden im Labor für Funktionelle Koprologie durchgeführt?
- Was hat Sie davon überzeugt, die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) für Analysen in Ihrem Labor zu wählen?
- Eine kurze Einführung in die NIR-Spektroskopie
- Welche Herausforderungen mussten Sie bei der Implementierung der NIRS-Methode meistern?
- Warum haben Sie sich für Metrohm als Lieferant für einen NIR-Analysator entschieden?
- Wo setzen Sie den Metrohm NIRS DS2500 Solid Analyzer ein?
- Probenvorbereitung mit NIR-Spektroskopie
- Was ist Ihre professionelle Meinung zur Verwendung des NIRS DS2500 Solid Analyzer für die Stuhlanalyse?
1. Dr. Barbot-Trystram, könnten Sie bitte kurz Ihr Labor beschreiben?
Die Labor für funktionelle Koprologie wird von Prof. Nathalie Kapel in der geleitet Abteilung «BioGeM» an der Universitätskrankenhaus Pitié Salpêtrière - Charles Foix (AP-HP Paris, Frankreich). Es ist in Frankreich als Referenzlabor für die biochemische Untersuchung von Stuhl und die Untersuchung der intestinalen Homöostase (z. B. Nährstoffabsorption, Elektrolytsekretion, fäkale Biomarker und Produktion bakterieller Stoffwechselprodukte) anerkannt.
2. Was ist Ihre Rolle im Labor für Funktionelle Koprologie?
Als Biologe beteilige ich mich an der Entwicklung und Validierung neuer Methoden. Darüber hinaus bin ich an der medizinischen Ergebnisvalidierung beteiligt. Dazu gehört nicht nur die Einnahme einer kritischer analytischer Blick auf die Ergebnisse, aber auch die medizinische Interpretation, die auf der Gegenüberstellung qualitativer und quantitativer Daten mit denen der Krankengeschichte und Symptomatik des Patienten basiert.
Außerdem bin ich für den Qualitätssicherungsprozess und die Methodenvalidierung gem ISO-15189 Akkreditierung in Zusammenarbeit mit den anderen medizinischen Biologen und dem technischen Team.
3. Welche Analysen werden im Labor für Funktionelle Koprologie durchgeführt?
Wir analysieren mehrere Parameter in Stuhlproben. Dazu gehören Lipide, Stickstoff, Kohlenhydrate, Energie, bakterielle Stoffwechselprodukte, Elektrolyte, Calprotectin und Elastase. Solche Analysen helfen uns dabei:
- Mechanismen hinter chronischem Durchfall identifizieren
- Untersuchen Sie Veränderungen der Verdauungsfunktionen (z. B. Malabsorption)
- zwischen organischen und nicht-organischen Symptomen unterscheiden (d. h. körperlich/biochemisch manifestierte Symptome mit messbaren Biomarkern vs. verhaltensbedingt/funktional manifestiert und daher schwieriger zu diagnostizieren)
- den Schweregrad verschiedener Probleme zu untersuchen und das Behandlungsmanagement (medizinisch und/oder ernährungsphysiologisch) zu bewerten und anzupassen
4. Was hat Sie davon überzeugt, die Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS) für die Analysen in Ihrem Labor zu wählen?
Referenzmethoden zur Messung von Wasser, Lipiden (Fett) und Stickstoff im Stuhl sind meist manuell und zeitaufwändig. Diese Verfahren erfordern einen langen Extraktionsprozess, der zur Durchführung von Reihenassays führt. Wir suchten daher nach einer schnelleren Analysemethode, die es ermöglicht, die Ergebnisse ad hoc wiederzugeben. Außerdem wollten wir den Einsatz von Lösungsmitteln einschränken und die Probenvorbereitung erleichtern. Die spektroskopische Technologie im nahen Infrarot (NIRS) erfüllt diese Spezifikationen.
Wir haben uns aus mehreren Gründen für NIRS entschieden: der Hygieneaspekt, seine vollständige Automatisierung, die die Arbeit für die Techniker erleichtert, und die Geschwindigkeit der Dosierungen, die eine tägliche Durchführung des Assays ermöglichen. Darüber hinaus liefert diese Analysemethode drei Ergebnisse gleichzeitig (dh Lipide, Stickstoff und Hydratation) für dieselbe Stuhlprobe.
5. Eine kurze Einführung in die NIR-Spektroskopie
Die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie ist ein bekannter Vorgang. Licht, das in spektroskopischen Verfahren verwendet wird, wird typischerweise nicht durch die zugeführte Energie, sondern durch die Wellenlänge oder Wellenzahlen beschrieben.
Ein NIR-Spektrometer wie der Metrohm DS2500 Solid Analyzer misst diese Wechselwirkung, um Spektren zu erzeugen, wie in dargestellt Abbildung 1. NIRS reagiert besonders empfindlich auf das Vorhandensein bestimmter funktioneller Gruppen wie -CH, -NH, -OH und -SH.
6. Welche Herausforderungen mussten Sie bei der Implementierung der NIRS-Methode meistern?
Wir haben viele NIRS-Analysatoren älterer Generationen anderer Hersteller getestet, aber die Ergebnisse waren nicht zufriedenstellend, insbesondere für pathologische Proben – entweder wässrige oder fettige Stühle. Daher waren wir sehr daran interessiert, den NIRS DS2500 Analyzer von Metrohm mit der neuen Software für die mathematische Verarbeitung zu evaluieren, aber wir mussten von seiner Leistungsfähigkeit für alle Arten von Stuhlproben (normale sowie pathologische) überzeugt werden.
7. Warum haben Sie sich für Metrohm als Lieferant für einen NIR-Analysator entschieden?
Wir haben uns für Metrohm entschieden, weil es sowohl der Lieferant ist und der Hersteller. Dadurch können wir unsere Entwicklungs- und Validierungsprozesse direkt vom Unternehmen unterstützen. Eine solche Verknüpfung ist entscheidend für die Implementierung neuer automatisierter Prozesse, die unsere bisherigen Praktiken vollständig verändern. Unter allen NIRS-Analysatoren, die wir ausprobiert haben, ist der NIRS DS2500 Solid Analyzer am besten geeignet, um Stuhlproben zu analysieren.
Die Zusammenarbeit zwischen den Ingenieuren von Metrohm und dem Laborteam war unerlässlich, um die Methode an pathologischen Proben (z. B. wässrig, fettig usw.) zu validieren.
Vorkalibrierungen bieten von Anfang an ein einsatzbereites NIR-Analysegerät für die Stuhlanalyse:
Basierend auf Daten, die von mehreren Kunden gesammelt wurden, die den NIRS DS2500 Solid Analyzer für die Stuhlanalyse verwenden, kann Metrohm vorkalibrierte Instrumente für den direkten Gebrauch anbieten.
Die mit dem NIRS DS2500 Solid Analyzer durchgeführten Stuhlanalysen (Lipide, Stickstoff, Trockengewicht) finden in zwei Bereichen statt:
- Ein Routinebereich, der die wichtigsten biologischen Analysen zur Untersuchung von Durchfall (Messungen von Nährstoffen, Elektrolyten und Metaboliten) zusammenfasst.
- Ein spezialisierter Bereich, der sich der Ernährungsbewertung und der Nachsorge von Patienten widmet, die sich einer Verdauungsoperation unterzogen haben, wie z. B. einer ausgedehnten Darmresektion, die zu Malabsorption führt, und Auszehrungszuständen, die zu Darmversagen, Bypass oder sogar Darmtransplantation führen.
Die Messung mit NIRS ist unkompliziert. Die Probe wird in einem geeigneten Probengefäß (z. B. einer Petrischale) gelagert, das so wie es ist auf dem Analysator platziert wird. Stuhlproben werden idealerweise im diffusen Reflexionsmodus gemessen. Von der Probe reflektiertes Licht wird vom Analysator gesammelt und für die Analyse verwendet.
Erfahren Sie mehr über verschiedene Messmodi für alle Arten von Proben in unserem zugehörigen Blogbeitrag.
10. Was ist Ihre professionelle Meinung zur Verwendung des NIRS DS2500 Solid Analyzer für die Stuhlanalyse?
Der Wechsel von anderen Technologien zum NIRS DS2500 Solid Analyzer war eine echte Herausforderung für unser Team, von klassischen Analysemethoden zu einer physikalischen Technik, die mit einer mathematischen Behandlung verbunden war. Es hat zu einem interessanten Austausch innerhalb des gesamten Teams geführt, von Technikern bis hin zu Biologen.
Der NIRS DS2500 Feststoffanalysator spart jedoch Zeit auf technischer Ebene (z. B. Probenvorbereitung, Messung, Wartung des Analysators) und ermöglicht eine schnellere medizinische Validierung und insgesamt eine kürzere Bearbeitungszeit der Ergebnisse für Kliniker.
Die Software ist benutzerfreundlich und die Probenvorbereitung ist leicht verständlich. Wir haben problemlos mehrere Personen geschult, darunter auch Personen ohne Laborerfahrung.
Da die Analyse zerstörungsfrei erfolgt, kann die Probe bei Bedarf für andere Assays zurückgewonnen werden, was in manchen Fällen interessant sein kann.
Die einfache Handhabung sollte uns nicht vergessen lassen, die Ergebnisse kritisch zu betrachten. Diese spektroskopische Methode ist nicht klassisch in der Biologie – die Interferenzen müssen erst überprüft werden, bevor eine routinemäßige Implementierung erfolgt.
Vielen Dank, Dr. Laurence Barbot-Trystram, dass Sie uns einige Einblicke in Ihre Arbeit gegeben haben. Wir freuen uns, von Ihren Erfahrungen mit der Implementierung der Nahinfrarot-Spektroskopie in Ihrem Labor zur Analyse menschlicher Stuhlproben zu hören.
Ihr Wissen zum Mitnehmen
Broschüre: Vorkalibrierung für die Analyse von menschlichem Stuhl
Vorkalibrierungen für Vision Air Vis-NIR-Spektroskopiesoftware
