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Bitte einmal ins Röhrchen pusten

Ulm. Viele Krankheiten ließen sich durch die Analyse unser Atemluft nachweisen, doch diese Technik ist extrem teuer. Forscher der Uni Ulm haben nun ein Laserverfahren vorgestellt, das den Preis extrem drücken soll. Peter Bylda

Wenn ein Arzt wissen möchte, wie es um die Gesundheit eines Patienten bestellt ist, kann er ihn abhorchen, Blut und Urin untersuchen, ihn mit Ultraschall oder Röntgenstrahlung durchleuchten. Eine eigentlich naheliegende Analysetechnik wird dagegen kaum genutzt: die Analyse der Atemluft. Dabei verraten die Substanzen, die wir ausatmen, viel über biochemische Vorgänge in unserem Körper.


Ein Team von Chemikern der Uni Ulm um Professor Boris Mizaikoff will das nun ändern. Es hat ein Infrarot-Verfahren zur Atemluft-Analyse vorgestellt, das es ermöglichen soll, Krankheiten der Lunge, der Leber, aber auch zum Beispiel Brustkrebs in einem sehr frühen Stadium zu erkennen.

Teure Technik



Dass dieses Verfahren in Arztpraxen bisher nicht verbreitet ist, liege daran, dass nur hochempfindliche Geräte die winzigen Konzentrationen der Spurengase messen können, auf die es bei dieser Art der Analyse ankomme. Die Fachleute sprechen von "ppb" ("parts per billion"). Der aus dem Englischen stammende Fachausdruck steht für Konzentrationen in der Größenordnung eines Milliardstels. Die anspruchsvolle Technik sei teuer, zu teuer für eine durchschnittliche Praxis.

Die Ulmer Forscher wollen nun mit Unterstützung der Industrie ein günstigeres Messverfahren entwickeln, das den Preis für ein solches Geräte unter die Schwelle von 10 000 Euro drückt. Die sogenannte Infrarotspektroskopie läuft in einem Messröhrchen ab, in das die Atemluft des Patienten gepumpt wird. In diesem Gemisch sucht ein Laser mit variabler Frequenz typische Signale biochemischer Verbindungen, von denen bekannt ist, dass sie bei bestimmten Krankheiten in der Atemluft vorkommen.

Die Forscher machen sich dabei den Umstand zunutze, dass sich die Moleküle, nach denen sie fahnden, durch die Absorption bestimmter Frequenzen des Lichts verraten. Und sie gehen davon aus, dass dieses Messverfahren im Prinzip so empfindlich ist, dass es sogar Rückschlüsse auf das Stadium einer Krankheit erlaubt. Tierversuche hätten bereits gezeigt, dass sich mit dieser Technik bei einer Maus zum Beispiel die Leberfunktion kontinuierlich überwachen lasse.

Eine Einschränkung gebe es allerdings zu beachten: Veränderungen der chemischen Zusammensetzung der ausgeatmeten Luft müssten ihre Ursachen nicht unbedingt in einer Krankheit haben. Sie könnten unter anderem auch durch die Ernährung ausgelöst werden. "Um Messfehler zu vermeiden, solle unser Sensor in der medizinischen Diagnostik zunächst mit einer weiteren Methode gekoppelt werden", erklärt der Ulmer Wissenschaftler.

Die Auswertung der Messergebnisse könne zudem sehr kompliziert werden. Denn es gebe zwar Krankheiten, bei denen ein einzelnes Molekül zur Diagnose ausreiche, bei anderen könne aber auch die Messung einer Kombination mehrerer Dutzend solcher sogenannter Biomarker notwendig werden.

Umwelt-Analytik

Die neue Technologie ist nicht auf die medizinische Diagnostik beschränkt. Sie könne auch in der Umweltanalytik angewendet werden, so die Ulmer Hochschule. Ausgangspunkt der Atemanalyse sei eine Kooperation mit dem Lawrence Liver more National Laboratory in den USA gewesen. Dessen Wissenschaftler suchten damals nach einer Möglichkeit, gasförmige Schadstoffe in der Luft nachzuweisen.