Lungendiagnostik

Atemgasanalyse - „Bitte einmal ins Röhrchen pusten“

28. Jul 2016

Nicht nur der Alkoholgehalt gut gelaunter Autofahrer lässt sich über den Atem abklären, sondern zunehmend auch das Auftreten von Lungenkrankheiten und anderer Leiden – teilweise noch bevor sie ausbrechen. Ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördertes Projekt arbeitet daran, das Verfahren alltagstauglich zu machen.

Schmeatische Darstellung einer Lunge mit Verästelungen.

Quelle: Fotolia/psdesign1

Nach Angaben der beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um den Ulmer Professor Boris Mizaikoff lässt sich mit dem neuen Sensor zeitgleich eine Vielzahl von Molekülen bereits in sehr geringen Konzentrationen bestimmen.

Konkret nutzen die Forscher einen speziellen Laser, der durch einen hohlen Lichtwellenleiter geführt wird. Hier trifft er auf die Gasatmosphäre, sprich die Atemluft. Die winzigen Moleküle darin absorbieren Licht  bestimmter,  charakteristischer  Wellenlängen und verändern so den Laserstrahl, der an der anderen Seite wieder austritt und vermessen wird. So ermöglichen die spezifischen Veränderungen der Intensität des Lichts/Lasers die Bestimmung der in der Atemluft befindlichen Moleküle – quasi ein molekularer Fingerabdruck. 

Laut den Forschern seien auf diese Weise neben Lungenerkrankungen auch Stoffwechselkrankheiten wie Diabetes oder Nierenschäden zu ermitteln, da die Atemluft den Stoffwechsel des Körpers reflektiere. Zudem könnte die Technologie sich auch indirekt positiv auf die Lungen von Patienten auswirken: Eine Anwendung zur Analyse von gasförmigen Schadstoffen in der Luft ist ebenso in Planung.

Um endgültig den Weg in den medizinischen Alltag zu finden, müssen allerdings noch einige Fallstricke beseitigt werden. Denn Veränderungen der Atemgase können auch nicht-krankhafte Ursachen wie etwa die Ernährung haben, räumen die Forscher ein. Daher sei es aktuell sinnvoll, die Diagnose mit der Messung weiterer Parameter zu verknüpfen.  


Quellen:

Universität Ulm: Was der Atem verrät: Mit Infrarotsensoren Krankheiten aufspüren - Ulmer Chemiker erhalten renommierten Preis für Atemgasanalytik. Pressemitteilung vom 11. Juli 2016

Photonik Forschung Deutschland: Advanced Photonic Sensor Materials (APOSEMA). Projektbeschreibung des BMBF

Sieger, M. et al.: On-Chip Integrated Mid-Infrared GaAs/AlGaAs Mach−Zehnder Interferometer. In: Analytical Chemistry, 2012, DOI: 10.1021/ac302551s


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