Ulmer Chemiker haben eine Infrarotspektroskopie zur Atemgasanalytik entwickelt, mit denen sich Erkrankungen des Menschen in sehr frühen Stadien diagnostizieren lassen – und wurden dafür von der Royal Society of Chemistry ausgezeichnet.
„Einmal bitte ins Röhrchen pusten“: Was einigen Autofahrern aus Verkehrskontrollen bekannt sein dürfte, könnte zunehmend das Blutbild bei ärztlichen Untersuchungen ergänzen. Ulmer Wissenschaftler um Prof. Boris Mizaikoff, Leiter des Instituts für Analytische und Bioanalytische Chemie (IABC), haben nämlich ein Verfahren zur Atemgasanalytik („μbreath“) entwickelt, mit dem sich verschiedene Erkrankungen des Menschen – teilweise sogar vor dem Ausbruch – diagnostizieren lassen.
„Der Stoffwechsel des Körpers wird in der Zusammensetzung der Atemluft reflektiert. Anhand winzigster Moleküle, die sich bei körperlichen Erkrankungen verändern, lassen sich nicht nur Krankheiten der Lunge, sondern auch der Leber, der Nieren sowie beispielsweise Brustkrebs in einem – mehr oder weniger – frühen Stadium diagnostizieren“, erklärt Mizaikoff. Bisher war die Atemgasanalytik für durchschnittliche Arztpraxen jedoch zu teuer, denn die geringe Konzentration der Spurengase macht hochsensible Geräte nötig.
Gemeinsam mit spezialisierten Unternehmen entwickelt Mizaikoff derzeit eine neue, kostengünstige Messmethode, die den Nachweis mehrerer Spurengase gleichzeitig in kleinen Probenvolumina ermöglicht. Die so genannte Infrarotspektroskopie läuft in einem hohlen Lichtwellenleiter ab – eine Entwicklung des IABC –, in den die ausgeatmete Luft des Patienten gepumpt wird. In diesem Gemisch detektiert ein Frequenz abstimmbarer Laserstrahl „molekulare Fingerabdrücke“ von krankheitsspezifischen Biomarkern. Die gemessene Konzentration dieser Marker erlaubt womöglich sogar Rückschlüsse auf Krankheitsstadien sowie den Therapiefortschritt.
Ein weiterer Vorteil von „μbreath“: Die Lichtwellenleiter lassen sich in kleinsten Substraten und in Zukunft in winzige Chips integrieren und sind somit vielseitig einsetzbar. Eine Einschränkung gibt es derzeit noch: „Veränderungen des Atemgases können auch nicht-krankhafte Ursachen haben – zum Beispiel durch die Ernährung bedingt. Um Messfehler zu vermeiden, sollte unser Sensor in der medizinischen Diagnostik zunächst mit einer weiteren Methode gekoppelt werden“, sagt Boris Mizaikoff.
Der zweite Preis beim Wettbewerb „Emerging Technologies Competition“ (Kategorie „Health and Wellbeing“) des Berufsverbandes „Royal Society of Chemistry“ bringt den Forschern um Prof. Mizaikoff vor allem wertvolle Industriekontakte, Unterstützung bei einer möglichen Ausgründung durch ein weltweit agierendes Unternehmen und als Anerkennung 3000 britische Pfund. Den ersten Platz belegten Forscher der schottischen Universität St. Andrews.
Weitere Informationen: t1p.de/rcs-winners2016 t1p.de/mizaikoff-infrarotsensoren
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