Untersuchung von Blutgruppen Teach article

Übersetzt von Verena Suchanek. In diesem Experiment werden einfache Flüssigkeiten als Blutimitat benutzt, um zu erklären, wie Blutgruppen bestimmt werden.

Das Thema „Blutgruppen“ wird oft im naturwissenschaftlichen Schulunterricht behandelt, jedoch ist das Experimentieren mit echtem Blut aus verschiedenen Gründen meist nicht möglich – wegen der Bedenken der Eltern, der Notwendigkeit einer umfassenden Gefährdungseinschätzung, um Infektionen oder die Übertragung von Krankheiten durch Blut zu verhindern, oder wegen der Zurückhaltung der Schüler, ihr eigenes Blut zu benutzen.

In dieser praktischen Übung werden einfach chemische Lösungen verwendet, die Blutgruppen simulieren. Die Übung kann sowohl in Schulstunden als auch in einer Naturwissenschafts-AG oder als Teil eines Kriminaltechnik-Tages für Schüler verschiedenen Alters verwendet werden.

Die Wissenschaft des Blutes

Blut ist eine klebrige rote Flüssigkeit, die unterschiedliche Zelltypen enthält, welche sich in einer wässrigen Flüssigkeit befinden, die Plasma heißt: rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Blutplättchen (Abbildung 1). Viele chemische Stoffe, wie Proteine, Zucker, Fette, Salze, Enzyme und Gase, sind ebenfalls im Plasma verteilt oder gelöst. Das Blut einer jeden Person hat bestimmte vererbbare Eigenschaften, die es vom Blut anderer Menschen unterscheidet.

Bis in die 1980er Jahre wurde Blut hauptsächlich durch die ABO-Blutgruppenbestimmung unterschieden, welche auf dem Vorkommen dreier Substanzen auf der Oberfläche der roten Blutkörperchen beruht, den sogenannten Antigenen. Obwohl diese Methode für kriminalistische Zwecke durch andere Methoden wie dem genetischen Fingerabdruck ersetzt wurde, wird die ABO-Blutgruppenbestimmung im klinischen Bereich noch immer durchgeführt, bevor jemand eine Bluttransfusion erhält, um Komplikationen wie eine Abstoßung zu verhindern.

Das Vorhandensein oder Fehlen des A- und B-Antigens auf roten Blutkörperchen bestimmt die ABO-Blutgruppe einer Person. Das führt zur Bestimmung von vier Haupt-Blutgruppen: A, B, AB (wenn beide Antigene vorhanden sind) und O (wenn keines der Antigene vorhanden ist), wie in Abbildung 2 gezeigt ist. Ein drittes wichtiges Blutantigen ist der Rhesus (Rh)-faktor oder D-Antigen. Leute mit einem D-Antigen sind Rh-positiv, die, die keines haben, sind Rhesus-negativ.

Um die Blutgruppe einer Person zu bestimmen, werden Antikörper (die Agglutinine heißen und auch manchmal als Antiserum bezeichnet werden) zu ein paar Tropfen Blut gegeben. Die Agglutinine binden an die Antigene auf der Oberfläche der roten Blutkörperchen, was dazu führt, dass die Zellen aggregieren oder klumpen. Wenn sich Klumpen in einer Blutprobe bilden, bedeutet das, dass das dazugehörige Antigen vorhanden ist. Wenn alle Antigene getestet wurden, kann auf die Blutgruppe geschlossen werden.

Experiment zur Bestimmung der ABO-Blutgruppen

Material

Jede Gruppe braucht

• Färbeplatten (Schale mit Vertiefungen)
• Zwei Pipetten, eine für jede Blutprobe
• 2.0 mol dm^-3 Salzsäurelösung in einer Tropfflasche, beschriftet mit „Anti-A“
• 2.0 mol dm^-3 Schwefelsäurelösung in einer Tropfflasche, beschriftet mit „Anti-B“
• Identifizierte „Blutproben“ (wässrige Lösungen, die mit Glycerin verdickt und mit Lebensmittelfarbe gefärbt wurden, damit sie wie Blut aussehen), markiert mit Blutgruppe:
  • „O“ = destilliertes Wasser
  • „A“ = 0,1 mol dm^-3 Silbernitratlösung
  • „B“ = 0,1 mol dm^-3 Bariumnitratlösung
  • „AB“ = eine 50:50-Mischung von 0,1 mol dm^-3 Silbernitrat- und Bariumnitratlösung

• Nicht identifizierte Blutproben, die aus denselben Lösungen hergestellt wurden, wie die identifizierten Blutproben, beschriftet mit „Opfer 1“, „Opfer 2“, etc.

Durchführung

Erklären Sie Ihren Schülern folgende Situation: Es gab einen Unfall und man muss die ABO-Blutgruppe der Opfer herausfinden, bevor ihnen Bluttransfusionen gegeben werden können. Es ist die Aufgabe der Schüler, die Blutproben zu benutzen und für jedes der Opfer die Blutgruppe zu bestimmen.

1. Transferiere mit einer sauberen Pipette einen Tropfen einer der identifizierten Blutproben in die jeweils erste Vertiefung der ersten beiden Reihen deiner Vertiefungsschale. Vervollständige die Reihen mit den anderen Blutproben, wie in Abbildung 2 gezeigt ist.
2. Gib einen Tropfen Anti-A Antiserum in jede Vertiefung der ersten Reihe und notiere deine Beobachtungen in Tabelle 2. Falls du dir nicht sicher bist, gib einen weitere Tropfen Anti-A Antiserum zu.
3. Gib einen Tropfen Anti-B Antiserum in jede Vertiefung der zweiten Reihe und notiere deine Beobachtungen ebenfalls in Tabelle 2. Falls du dir nicht sicher bist, gib einen weiteren Tropfen Anti-B Antiserum zu.
4. Verwende deine Ergebnisse, um darauf zu schließen, wie jede Blutgruppe (O, A, B und AB) mit den Antikörpern reagiert.
5. Nimm eine saubere Vertiefungsschale und teste die Blutproben der Opfer mit derselben Methode. Notiere deine Beobachtungen in Tabelle 3.
6. Verwende deine Ergebnisse, um jedem Opfer die richtige Blutgruppe zuzuordnen.

Was geschieht?

Diese Tests imitieren mit einfacher Chemie, wie die unterschiedlichen Blutgruppen mit den Agglutininen reagieren. Mit den älteren Studenten möchten Sie vielleicht den chemischen Hintergrund besprechen und auf die Unterschiede zwischen der Antikörper-Antigen-Reaktion, die simuliert wird, und der einfachen Verdrängungsreaktion, die tatsächlich abläuft, hinweisen.

In diesem Experiment lassen anstelle der verklumpenden Blutkörperchen die (weißen) Präzipitate die Lösungen in den Färbeschalen verklumpen.

Bariumnitrat(aq) + Schwefelsäure(aq) à Bariumsulfat(s) + Salpetersäure(aq)

Silbernitrat(aq) + Salzsäure(aq) à Silberchlorid(s) + Salpetersäure(aq)

Die Klumpen, die sich bilden, sind wegen der Lebensmittelfarbe dunkelrot statt weiß.

Danksagung

Es gibt ein paar wenige Alternativen zu diesem Experiment. Die Lösungen, die in dieser Version verwendet wurden, stammen von einer Gruppe Wissenschaftstechniker der „Association of Science Technicians in Independent Schools in Western Australia (LABNETWEST)^w1.

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