Laseranalytik des menschlichen Atems

Das von Prof. Dr. Peter Hering und Priv.-Doz. Dr. Manfred Mürtz vorgestellte Verfahren zur Spurengasanalyse von Atem- und anderen Luftproben ist konkurrenzlos empfindlich und schnell.

Am Institut für Lasermedizin der Universität Düsseldorf werden grundlegende Arbeiten zur ultra-hochempfindlichen lasergestützten Atemanalyse durchgeführt. Solche Atemtests liefern – ähnlich wie Blutbild und Urinuntersuchung – wichtige Informationen über Stoffwechselstörungen und Infektionen des menschlichen Körpers.

Diese Untersuchung der Atemluft ist nicht-invasiv und für den Patienten einfach durchzuführen. Um eine Atemprobe für die Analyse zu erhalten, muss der Patient einmal in einen Probenbeutel ausatmen. Anschließend wird der Beutel an ein Laserspektrometer angeschlossen und die Atemprobe optisch vermessen. Dabei wird mit Hilfe eines Infrarotlasers ein optischer Fingerabdruck aufgenommen. Äußerst geringe Substanzmengen (etwa in Verdünnungen von 1:10 Milliarden) können erstmals in Sekundenschnelle im Atem nachgewiesen werden. Ein Beispiel für ein medizinisch relevantes Spurengas im Atem ist Ethan, ein geruch- und farbloses Gas, das als Abfallprodukt bei der Schädigung von Zellen durch aggressive freie Radikale entsteht. Ein erhöhter Ethanwert im Atem ist ein zuverlässiger Indikator für ein Ungleichgewicht zwischen freien Radikalen und Radikalfängern im Körper (“Oxidativer Stress”). Eine Reihe von Erkrankungen werden mit Oxidativem Stress in Verbindung gebracht, etwa Diabetes, Arteriosklerose u.a. Der Ethan-Atemtest kann in Zukunft als analytisches Hilfsmittel sowohl bei der Diagnose als auch bei der Erforschung dieser Erkrankungen eingesetzt werden.

Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Institut für Lasermedizin
Prof. Dr. Peter Hering
Priv.-Doz. Dr. Manfred Mürtz
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