Vorbemerkung: Diese Webseite wurde kurz nach der Ausstrahlung der Sendung "Nanopartikelanalyse erkennt Krankheiten vor Ausbruch" in dem Wissenschaftsmagazin "nano" des Senders 3sat erstellt. Ihre neue Methode, wobei das Blut zunächst in seine chemischen Elemente zerlegt wird, hat die Indago (damals noch BMIB) erst später veröffentlicht. In der Sendung wurde erklärt, die Firma könne sämtliche Substanzen des Blutes in Nanopartikel umwandeln.

Im Folgenden will ich zeigen, dass keine speziellen naturwissenschaftlichen Kenntnisse erforderlich sind, um zu verstehen, dass die Nanopartikelanalyse eine Fiktion ist.

Ich möchte den Leser einladen,  mit mir ein Gedankenexperiment durchzuführen  - eine fiktive Nanopartikelanalyse.

Behauptung des BMIB:

• Alle Substanzen des Blutes werden in Nanopartikel umgewandelt .

• Mit dieser Methode sind mindestens 64 Substanzen quantitativ bestimmbar

• Die Nanopartikel, die aus den einzelnen Substanzen erzeugt werden, unterscheiden sich in ihrer Form und können mit der EDX-Technik untersucht werden(siehe z.b. REM und EDX)

Ich will die Frage außer Acht lassen, ob es möglich ist, diese Umwandlung zu bewirken und einfach einmal annehmen, das BMIB hätte eine Maschine entwickelt , eine Nanopartikel-Erzeugungsmaschine,  in die man ein Probengefäß mit Vollblut stellt, auf einen grünen Knopf drückt und nach einigen Minuten das Probengefäß mit den Nanopartikeln wieder entnimmt.  Nach diesem Verfahren erhielte man nun ein Vollblut in dem sämtliche Stoffe des Blutes als Nanopartikel (Nanos) vorliegen. Das auf diese Weise erhaltene Nanopartikel-Vollblut tragen wir auf einen geeignet Träger auf, trocknen es im Vakuum und untersuchen es anschließend in einem Raster-Elektronenmikroskop.

Ich hatte bereits darauf hingewiesen, dass die Nanopartikel, die für diese Analyse infrage kommen, nicht kleiner als 100 nm sein dürfen, sonst können sie nicht mit der EDX-Technik untersucht werden und nicht größer als 1000 nm (= 1 µm = 10^-6 m), weil hier der Bereich der Mikropartikel beginnt.

Ich will als Beispiel für meine hypothetische Analyse die Bestimmung des IL-1 (Interleukin-1) nehmen, eines Regulatorstoffes, der bei der Immunantwort und bei Entzündungsprozessen eine wichtige Rolle spielt . Die IL-1-Konzentration im Normalblut liegt bei 20 pg/ml (Picogramm pro Milliliter). Sie kann bei bestimmten Infektionen auf etwa 150pg/ml ansteigen. IL-1 ist als eine der untersuchten "Funktionen" in dem Musterbefund des BMIB aufgeführt.

Wir vereinfachen unser Gedankenexperiment, indem wir folgende Annahmen machen:

1. Alle Nanos sind gleich groß
2. Alle Nanos haben die gleiche Dichte

Im Blut gibt es natürlich noch viele andere Stoffe, die alle in Nanopartikel der gleichen Größe umgewandelt wurden. Wenn ich messen will, welche Menge von einer Substanz in einer vorgegebenen Menge Vollblut vorhanden ist, dann brauche ich einen Stoff dessen Konzentration bekannt ist als Referenz. Albumin ist eine geeignete Substanz. Die Konzentration im Blut ist ca. 40 mg/ml. Das Problem reduziert sich nun auf die Frage: Wie groß ist das Verhältnis der Anzahl  IL-1-Nanos zu der Anzahl der Albumin-Nanos?

Zähle ich beispielsweise in einer Probe 40 Albumin-Nanos und 10 Nanos einer Substanz X so beträgt deren Konzentration 1/4 der des Albumins, also 10 mg/ml.

Etwas übersichtlicher für die IL-1-Konzentration::


In unserem Gedankenexperiment wollen wir die Vollblutprobe eines normalen, gesunden Menschen untersuchen. Mit welchem Verhältnis IL-1-Nanos zu Albumin-Nanos müssen wir rechnen? Das können wir ausrechnen, wenn wir die bekannten Konzentrationen einsetzen:



Haben Sie schon erkannt, wo das Problem liegt? Beim Nachdenken darüber, wie ich Ihnen das Problem deutlich machen kann, bin ich bei einem Bonbon-Laden fündig geworden. Abb.1 zeigt verschiedene  Ersatz-Nanos in verschiedenen Formen. Sie stehen für die Nanos der normalen Blutbestandteile, z.B.  Albumin.  Dazwischen befindet sich ein kopfloses Gummibärchen. Haben Sie es gefunden?



Abb.1 Ersatz-Nanos mit einem kopflosen Gummibärchen im Verhältnis 22/1

Es ist einfach, hier das gesuchte Teilchen zu finden. Schon schwieriger wird es, wenn wir die Anzahl der nicht relevanten Ersatz-Nanos erhöhen. In Abb.2 habe ich die Anzahl der Ersatz-Nanos verdoppelt. Sie brauchen vermutlich länger um das kopflose Gummibärchen ausfindig zu machen. Wir haben jetzt ein Verhältnis von etwa 50 zu 1.



Abb. 2  Ersatz-Nanos mit einem kopflosen Gummibärchen im Verhältnis ca. 50/1

Können sie sich vorstellen, wie lange Sie suchen müssen, um ein IL-1-Nano unter 2 x 10⁹ anderen zu finden? Auch das lässt sich abschätzen: Nehmen wir an, Sie brauchen 10 Sekunden, um das kopflose Gummibärchen zu finden. Dann verschieben Sie die Probe, um einen neuen Bereich zu inspizieren. Der Zeitbedarf für die ganze Prozedur, sei etwa eine Minute. In 24 Stunden können Sie also nicht mehr als 1440 solcher Bilder untersuchen, also 1440 x 50 bzw.  etwa 70000 Nanos /Tag. Etwa 25 Millionen schaffen sie in einem Jahr. Rund 77 Jahre müssten Sie zählen, bis Sie einmal ein IL-1-Nano gefunden hätten das Sie dann anschließend einer EDX-Analyse unterziehen könnten.  Aufgrund der statistischen Verteilung der Nanos kann es auch sein, dass Sie das IL-1-Nano schon nach 10 Jahren oder erst nach 200 Jahren finden. An diesem Beispiel erkennen Sie auch, dass es von geringer Bedeutung ist, ob die vorher gemachten Annahmen genau zutreffen oder nicht, z.B. ob die Dichte der Nanos nun wirklich 1 ist oder vielleicht 2. Alle Annahmen sind in weiten Grenzen variierbar, ohne dass sich an der Aussage, dass eine solche Analyse nicht möglich ist, etwas ändert.

Wenn sie, wie das BMIB behauptet, zusätzlich eine EDX-Analyse machen, um das Nano zu identifizieren, können Sie die Analysendauer noch mal mit einem nicht unbeträchtlichen Faktor multipizieren. Ein weiterer zusätzlicher Faktor ergibt sich dadurch, dass Sie die ganze Untersuchung mehrmals durchführen müssten, um zu statistisch signifikanten Ergebnissen zu gelangen.

Mit Hilfe von spezifischen Tests kann man tatsächlich IL-1 im Blut nachweisen. Mit solchen Techniken gelingt der Nachweis einer "Stecknadel im Heuhaufen".