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12. Februar 2016

Atemluft ersetzt Blutprobe

Wer wissen will, in welcher Konzentration ein Medikament im Körper vorhanden ist, kann eine Blutprobe nehmen. ETH-Forscher haben ein Analysegerät entwickelt, das so genau misst, dass die Medikamentenkonzentration sogar in der Atemluft ablesbar ist.

Dr. Pablo Sinues arbeitet als Privatdozent und Wissenschaftler am Labor für Organische Chemie der ETH Zürich. Dort hat er auf der Grundlage der Sekundären Elektrospray-Ionisierung (SESI-Technologie) ein Analysegeräte entwickelt, mit denen sich flüchtige chemische Verbindungen in der Luft sehr präzise messen lassen. Die Geräte der neusten Generation sind so genau, dass sie einen Stoff identifizieren können, wenn davon in einer Billion Luftmoleküle nur gerade ein Handvoll bis einige Dutzend Moleküle vorhanden sind. Über die neuste Entwicklung berichten Pablo Sinues und seine Forscherkollegen in der Fachzeitschrift 'Sensors and Actuators B: Chemical'.

Nachweis geringster Wirkstoffmengen

Das hochempfindliche SESI-Messgerät könnte im medizinischen Bereich künftig neuartige Diagnose-Methoden möglich machen. Damit lassen sich nämlich geringste Mengen von medizinischen Wirkstoffen oder körpereigenen Hormonen in der Luft nachweisen. Dies ist interessant, weil sich Medikmente, die ein Patient eingenommen hat, in geringer Konzentration auch in der Atemluft auffinden und somit mit dem SESI-Gerät bestimmen lassen. In früheren Studien konnten Sinues und seine Forscherkollegen bereits anhand einer Atemluftanalyse Aufnahme und Abbau von Medikamenten im Körper von Mäusen nachvollziehen. „Wir haben dabei Ketamin (Anästhetikum), Valproinsäure (Epilepsiemedikament) und Propofol (Narkotikum) nachweisen können, ebenso deren wichtigste Stoffwechselprodukte. Wir untersuchen zur Zeit weitere Medikamente und ich bin zuverstichtlich, dass wir mit unserer Methode grundsätzlich alle medizinischen Wirkstoffe nachweisen können.“

Diabetes und Schlafapnoe erkennen

Die neue Analysemethode könnte laut Sinues künftig in Spitälern genutzt werden, um die Dosierung bei einer längerdauernden Medikamenteneinnahme zu bestimmen. Im Rahmen des neuen Flagship-Projekts 'Hochschulmedizin Zürich' wollen ETH Zürich, Universität Zürich und die angeschlossenen Uni-Spitäler noch einen Schritt weiter gehen und beispielsweise untersuchen, ob sich Diabetes oder Schlafapnoe aus der Atemluft diagnostizieren lassen. Pablo Sinues selber sucht zur Zeit die nötigen Finanzmittel um zu erforschen, ob sich mit einer Atemluftanalyse bakterielle Lungenentzündungen diagnostizieren lassen. „Eine wichtige Herausforderung besteht darin, die Pathogene, die die Entzündung verursachen, zuverlässig zu erkennen“, sagt Sinues. „Dafür werden heute in der Regel Bakterienkulturen eingesetzt, die mitunter mehrere Tage Zeit brauchen, bis das definitive Ergebnis vorliegt. Mit unserer Methode könnte die Identifizierung der Krankheitserrger künftig in wenigen Minuten gelingen.“



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ETH-Privatdozent Pablo Sinues
ETH-Privatdozent Pablo Sinues mit seinem SESI-Gerät (Bildmitte).

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