Bij heembiosynthese, de laatste stap is het inbrengen van ferro-ijzer in protoporfyrine IX (PPIX) door het enzym ferrochelatase. Onder fysiologische omstandigheden, er worden ook kleine hoeveelheden zinkprotoporfyrine IX (ZnPP) gevormd. De concentraties van ZnPP en PPIX in erytroïde cellen worden kenmerkend veranderd door omstandigheden die de beschikbaarheid van ferro-ijzer beïnvloeden, verhoog de hoeveelheden PPIX, of de enzymatische activiteit van ferrochelatase verminderen. Helaas, de standaard op HPLC gebaseerde kwantificatiemethode is tijdrovend en gecompliceerd. alternatieven, te, zijn technisch te veeleisend of omslachtig gebleken voor algemene goedkeuring. Voor meting van alleen ZnPP, een draagbare front-face fluorometer, de hematofluorometer, is in de handel verkrijgbaar. Nog, het gebruik ervan wordt beperkt door een hoge achtergrondfluorescentie van andere bloedbestanddelen, waardoor het wassen van monsters onvermijdelijk is.

Een onderzoeksteam onder leiding van Georg Hennig van het Klinikum der Universität München (Duitsland) heeft nu een nieuwe methode ontwikkeld voor de gelijktijdige kwantificering van ZnPP en PPIX in ongewassen bloedmonsters. Het is gebaseerd op dubbele golflengte-excitatie om achtergrondfluorescentie van andere bloedbestanddelen effectief te elimineren. De verkregen resultaten waren nauw gecorreleerd met bepalingen door een referentie-HPLC-assay.

De sleutel tot succes was de keuze van de juiste excitatiegolflengten. Beide zouden vrijwel identieke absorptie moeten ondergaan en hun spectrale scheiding zou klein moeten zijn, zodat de indringdiepten van de fotonen in wezen gelijk zijn. De excitatie-efficiëntie van de fluoroforen die verantwoordelijk zijn voor autofluorescentie, mag slechts een klein beetje verschillen tussen de twee excitatiegolflengten, zodat het aftrekken van de emissiespectra autofluorescentie effectief elimineert. In tegenstelling tot, de analyt-fluorofoor zou een groot verschil in excitatie-efficiëntie moeten vertonen tussen deze twee excitatiegolflengten, zodat het verschil tussen de emissiespectra groot is en het analyt-fluorofoorsignaal niet elimineert.

Dit is het geval voor 425 nm (het ZnPP fluorescentie-excitatiemaximum, emissiemaximum bij 593 nm) en 407 nm als een overeenkomstige golflengte met identieke zuurstofopname van heem, maar aanzienlijk lagere ZnPP-excitatie-efficiëntie. Bovendien, als de excitatiegolflengte bij 407 nm het PPIX-excitatiemaximum bij 397 nm nadert, het emissiespectrum vertoont een uitgesproken PPIX-fluorescentie-emissiepiek, die wordt gevonden bij 627 nm. Omdat de PPIX-excitatie-efficiëntie veel lager is bij 425 nm, de PPIX-fluorescentie-emissiepiek wordt niet geëlimineerd in het verschilspectrum en kan samen met het ZnPP-signaal worden geëvalueerd.

De nieuwe aanpak zou eenvoudig en kosteneffectief kunnen worden geïmplementeerd in een apparaat voor gebruik onder veldomstandigheden. In aanvulling, het kan autofluorescentie in weefsel zoals het mondslijmvlies in vivo verminderen, waardoor niet-invasieve metingen van ZnPP en PPIX mogelijk zijn. (Tekst bijgedragen door K. Maedefessel-Herrmann)