Een geschiedenis van pioniers - Testen op diabetes

De ontwikkeling van de kwantitatieve analyzer voor de fractionering van hemoglobine A1c (HbA1c)

's Werelds eerste hemoglobine
A1c analyzer (AUTO A1c)

In de zomer van 1979 werd een ontwikkelingsthema voor een nieuw instrument vastgesteld en werd een team van 6-7 ingenieurs van machines, elektronica en software samengesteld. Het thema was het ontwikkelen van een testinstrument met behulp van een analytische kolom voor hemoglobine A1c (HbA1c), een gezamenlijk project van Sekisui Chemical Co., Ltd Central Research Institute en Osaka City University Medical School. In die dagen was het niet praktisch om HbA1c te meten, omdat de hemoglobineanalysator te duur en moeilijk te gebruiken was en het meten wel 24 uur duurde. Het doel van het ontwikkelingsteam was het produceren van een single-analyte hemoglobineanalysator die zelfs door een onervaren gebruiker dagelijks kon worden gebruikt.

Hemoglobine A1c- en High Performance Liquid Chromatography (HPLC)-methode

HbA1c, een type geglyceerd eiwit, is een binding van hemoglobine (eiwit) en glucose (suiker). HbA1c vertegenwoordigt ongeveer 4 tot 15% van het totale hemoglobine. Omdat HbA1c het gemiddelde bloedglucoseniveau van de afgelopen 2 maanden vertegenwoordigt, is het een onmisbaar testitem voor diagnose en behandeling van diabetes.

Het meten van HbA1c vereist het fractioneren van hemoglobine in verschillende soorten hemoglobine voor kwantificering, waarbij de verhouding van de verschillende hemoglobines wordt berekend. Hiervoor werd meestal de vloeistofchromatografie-methode (LC) gebruikt.

Mikhail S. Tswett (1872-1919)
Mikhail S. Tswett
(1872-1919)

Vloeistofchromatografie kent een lange geschiedenis. Er wordt gezegd dat een Russische botanicus de stof tijdens onderzoek heeft ontdekt. De Russische botanicus Mikhail S. Tswett (1872-1919) ontdekte dat de pigmentsamenstelling werd gescheiden als plantpigment (chlorofyl) samen met petroleumether door de calciumcarbonaatlaag werd gespoeld. Hoogwaardige vloeistofchromatografie (HPLC), een snellere vloeistofchromatografie, is nu een voorwaarde in de scheidingsanalyse.

Toen de nieuwe analysator werd ontwikkeld, waren er HPLC-instrumenten op de markt voor meerdere doeleinden. Ze werden echter alleen gebruikt in universiteitslaboratoria, professionele analysebedrijven en sommige testinstellingen, omdat het een enorm en ingewikkeld systeem was waarbij deskundige technici een stabiele gebruiksconditie moesten handhaven. Bovendien zouden zelfs kleine veranderingen in flowvolume, druk, temperatuur en chromatografiekolom een groot verschil in het testresultaat veroorzaken, waardoor men dacht dat HPLC niet geschikt was voor kwantitatieve analyse in klinische omgevingen.
In deze situatie hebben de technici van ons bedrijf hard gewerkt aan de voorwaarden om HPLC in een klinische setting te kunnen toepassen.
Ze kwamen tot de conclusie dat de stabiliteit van de prestaties en de prijs van het systeem bepalend waren. Bij HPLC loopt de druk van de oplossing soms tot 50 kg/cm2 of meer op (dezelfde druk als op een waterdiepte van 500 m), zodat de nieuwe analysator veel ongebruikelijke componenten nodig had die je nooit zag in een gewoon automatisch biochemisch testinstrument (zoals een hogedrukpomp voor de oplossing, een hogedruklamp, hogedrukdemper etc.). Als we al deze componenten hadden moeten inkopen, zou dat ons tientallen miljoenen yen hebben gekost. Daarom besloten we om de componenten in ons bedrijf te maken en zo het beste van alle HPLC-technieken die tot dan toe waren ontwikkeld, te gebruiken. De meeste technische uitdagingen waren totaal nieuw voor ons ontwikkelingsteam -- ontwikkeling van een optisch systeem van de stromingscel met klein dood volume en goede lineariteit, hogedrukpomp met weinig puls, hogedrukinjectielamp, floating point-berekeningssoftware met een groot dynamisch bereik, regeling van nieuw microcomputersysteem, etc. We hebben ze een voor een gerealiseerd en we hebben hoogwaardige en voordelige componenten gemaakt, en uiteindelijk is het gelukt om een HPLC-systeem te ontwikkelen dat goed presteert tegen een redelijke prijs en dat door algemene ziekenhuizen en testinstellingen zou kunnen worden geaccepteerd.
Ons bedrijf nam de ontwikkeling van de instrumenten voor zijn rekening en Sekisui Chemical de ontwikkeling van de chromatografiekolom. Samen hebben we de HA-8110 ontwikkeld, 's werelds eerste kwantitatieve HPLC HbA1c-fractioneringsanalyzer.

Het nieuwste model ADAMS A1c HA-8190V.