Zeitschrift für Elektrotechnik und Elektronik

D Detect: Entwicklung der ?TAS-Vitamin-D-Nachweistechnik

Rhea Patel

Durch veränderte Lebensgewohnheiten sind Menschen anfälliger für Mangelerscheinungen. Einer dieser weit verbreiteten Mangelerscheinungen ist Vitamin D, ein Vitamin, das für die Knochenhomöostase äußerst wichtig ist. Ein Mangel an Vitamin D wurde bei Personen aller Altersgruppen festgestellt, die gefährdete Bevölkerungsgruppe umfasst jedoch Säuglinge, schwangere Frauen, Frauen nach der Menopause, ältere Menschen und Personen, die an Autoimmunerkrankungen der Knochen leiden. Daher ist der Nachweis von Vitamin D zum fünftbeliebtesten Test in der Diagnostik geworden und machte im Jahr 2018 weltweit etwa 605,9 Millionen US-Dollar aus. Derzeit werden Vitamin-D-Tests mit Techniken durchgeführt, die hochentwickelte Instrumente und Facharbeit erfordern, wodurch die Durchführbarkeit der Tests auf modernisierte Diagnoselabore in städtischen Gebieten beschränkt ist. Um den Test der Bevölkerung in den Entwicklungsländern zugänglich zu machen, haben wir eine kostengünstige und benutzerfreundliche Lösung in Form eines tragbaren Sensors auf Enzym-gekoppelter Impedanzbasis zum Nachweis von Vitamin D entwickelt. Das Gerät basiert auf dem In-vivo-Aktivierungsprozess von Vitamin D, der durch Oxidation von 25-Dihydroxyvitamin D3 zu 1α,25-Dihydroxyvitamin D3 [1α,25(OH)2D3] durch das Enzym CYP27B1 stattfindet. Der D-Detect umfasst eine mit CYP27B1 immobilisierte Elektrode, die mit Vitamin D in der Blutprobe reagiert und die Interaktion zur Oxidation von Vitamin D führt. Die Interaktion führt zu einer Änderung der Impedanz, die verstärkt und mit Hilfe eines tragbaren Potentiostaten erkannt wird. Der D-Detect dient als einfache und kostengünstige Point-of-Care-Diagnostik für Vitamin D.