Analyse von Luft und Gasen

Das Gerät mit der feinen Nase

Pflanzenduftstoffe und Weinbau

Die möglichen Anwendungen der hochempfindlichen und schnellen Spürnasen-Instrumente beschränken sich nicht auf die Medizin und den Nachweis von Sprengstoffen. Gemeinsam mit Kollegen setzt Sinues die Methode derzeit in einem biologischen Forschungsprojekt ein. Bei Schädlingsbefall produzieren Pflanzen Duftstoffe, um Nützlinge anzulocken und um Nachbarpflanzen vor dem Schädlingsbefall zu warnen. Wegen der geringen Konzentrationen der Duftstoffe ist ihr Nachweis allerdings schwierig, und weil die Pflanzen sehr schnell darauf reagieren, braucht es Echtzeit-Messgeräte. Sinues ist überzeugt, dass die SESI-Massenspektrometrie diesen Forschungszweig entscheidend weiterbringt und beispielsweise auch im Weinbau angewandt werden könnte. „Die Zusammensetzung von Duftmolekülen der Weintrauben ändert sich während der Traubenreifung“, erklärt er. Seine Methode könne helfen, anhand dieses Bouquets den optimalen Erntezeitpunkt der Weintrauben festzustellen.

Flagship-Projekt von „Hochschulmedizin Zürich“

„Hochschulmedizin Zürich“ ist ein Verbund von ETH Zürich, der Universität Zürich und den hier angesiedelten universitären Spitälern. Vergangenen November gab die Organisation den Start von zwei neuen großangelegten und langfristigen Forschungsprojekten bekannt. In einem dieser neuen Flagship-Projekte sollen die Möglichkeiten der SESI-Massenspektrometrie in der Atemanlayse ausgelotet werden. Projektleiter sind Renato Zenobi, Professor für analytische Chemie an der ETH Zürich, und Malcolm Kohler, Direktor der Klinik für Pneumologie am Universitätsspital Zürich. Im Projekt geht es etwa darum, Diabetes oder Schlafapnoe über die Atemluft zu diagnostizieren. Dies wäre schneller, kostengünstiger und für die Patienten angenehmer als etwa Bluttests oder eine Nacht im Schlaflabor.

Lungenentzündung mittels Atemluft erforschen?

Der ETH-Dozent Pablo Sinues plant, im Rahmen dieses Flagship-Projekts die Diagnose bakterieller Lungenentzündungen mittels Atemluftanalyse zu erforschen. Heute dauern die Laboranalysen zum Nachweis einer spezifischen Bakterienart oft zwei Tage. Sinues geht davon aus, dass sich der Nachweis mit dem SESI-Gerät in einer Viertelstunde erbringen lässt. Denn Bakterien sondern je nach Art unterschiedliche Stoffwechselprodukte ab, welche in der Atemluft nachgewiesen werden können. Ärzte wüssten so gleich von Beginn an, ob bei einem Patienten eine bakterielle Lungenentzündung vorliegt, und sie könnten ihn sofort mit dem Antibiotikum der Wahl behandeln.

Auch Lungenkrebs könnte möglicherweise mittels Atemanalysen diagnostiziert werden. Weitere Einsatzmöglichkeiten in der Medizin: Ärzte können damit überprüfen, ob ein Patient seine Medikamente eingenommen hat – oder ob er geraucht hat. Bei Patienten, die nach dem Konsum von Designerdrogen ins Spital eingeliefert werden, können sie schnell herausfinden, welche Substanz sie konsumierten. (idw, red)

 

Literatur:

Barrios-Collado C, Vidal-de-Miguel G, Sinues PML: Numerical modeling and experimental validation of a universal secondary electrospray ionization source for mass spectrometric gas analysis in real-time. Sensors and Actuators B: Chemical 2016, 223: 217-225, DOI: 10.1016/j.snb.2015.09.073