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Umwelt+Natur

Pusten statt Pieksen

Lungenkrankheiten und Stoffwechselstörungen könnten in Zukunft durch einen einfachen Atemtest nachgewiesen werden. Möglich machen soll dies eine Analysemethode, die ein Forscherteam aus der Schweiz entwickelt hat. Dabei wird ausgeatmete Luft in ihre Bestandteile zerlegt und so eine Art Fingerabdruck des Atems angefertigt. Das Besondere: Im Gegensatz zu anderen derartigen Methoden kann die Atemluft direkt ins Analysegerät gepustet werden, so dass die bislang notwendige aufwändige Vorbereitung entfällt. Die benötigte Ausstattung ist außerdem bereits heute schon in vielen Labors vorhanden, berichten Renato Zenobi von der ETH Zürich und seine Kollegen.

Bei Entzündungen in den Atemwegen wie Asthma oder Lungenentzündung, bei Lungenkrebs und bei einigen Stoffwechselstörungen produziert der Körper bestimmte Substanzen, die mit dem Atem ausgeschieden werden, hatten bereits frühere Studien gezeigt. Einige dieser Biomarker Biomarker können dabei von Hunden mit ihrer feinen Nase aufgespürt werden. Diese Fähigkeit mithilfe von technischen Verfahren nachzuahmen, ist jedoch schwierig. So ist für alle bisher verwendeten Methoden eine ganze Reihe an Gerätschaften notwendig, und die Atemproben müssen vor der Analyse aufwändig vorbereitet werden. Trotzdem gelang es bislang lediglich, die flüchtigen Substanzen im gasförmigen Anteil des Atems nachzuweisen, nicht jedoch die ebenso wichtigen Biomarker in den feinen Feuchtigkeitströpfen, die mit jedem Atemzug ausgestoßen werden.

Genau das ermöglicht nun jedoch die Methode der Schweizer Forscher. Sie basiert auf dem Prinzip, dass sich schwere geladene Teilchen in einem elektrischen Feld langsamer bewegen als leichte. Zu Beginn wird die gesamte Atemprobe daher durch einen Strom aus elektrisch geladenen Tröpfchen geführt, auf denen sich alle Substanzen aus der Probe ablagern. Auf ihrem Weg durch das Gerät verdampft der flüssige Anteil dieser Tröpfchen, so dass schließlich nur noch die jetzt ebenfalls geladenen Biomarker übrig bleiben. Diese gelangen dann in den eigentlich Analyseteil, wo ein Detektor die Zeit misst, die sie für die Strecke durch das elektrische Feld benötigen. Da die meisten der Substanzen dabei in Fragmente zerlegt werden, entsteht auf diese Weise ein charakteristisches Profil der einzelnen Biomarker.

Erste Tests hat das Verfahren bereits bestanden, berichten die Forscher. So gelang es etwa, Stoffwechselveränderungen nach einer Mahlzeit, dem Genuss einer Flasche Bier oder dem Rauchen einer Zigarette nachzuweisen. Zenobi und seine Kollegen sind daher zuversichtlich, dass ihre Methode bald zur Diagnose verschiedener Krankheiten eingesetzt werden kann.

Renato Zenobi (ETH Zürich) et al.: Angewandte Chemie – International Edition, Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1002/anie.200602942 ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
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