APOSEMA - Ausatmen und Krankheiten frühzeitig erkennen

COPD ist eine chronisch obstruktive Lungenerkrankung mit Husten und Atemnot, die zehn Prozent der Erwachsenen betrifft. Frühzeitig erkannt, lässt sich der Ausbruch dieser Krankheit im besten Fall verhindern.

Arteriosklerose betrifft ein Drittel der 45- bis 75-Jährigen, 15 Prozent der Todesfälle in Deutschland gehen auf das Konto dieser Erkrankung. Diese und andere Krankheiten - wie Diabetes oder Nierenkrankheiten - haben eines gemeinsam: Der Ausbruch der Erkrankungen macht sich unter anderem durch bestimmte gasförmige Substanzen in der ausgeatmeten Luft bemerkbar.

Die Atemgasanalyse hat sich dem Ziel verschrieben, solche charakteristischen Spuren in der Atemluft aufzuspüren und zu analysieren. Leider sind einige dieser charakteristischen Gase nur in sehr geringer Konzentration in der Atemluft vorhanden, wodurch deren Analyse erheblich erschwert wird. Normalerweise bedarf es dafür teurer und ausgefeilter Analysegeräte. Doch hier setzt das Projekt APOSEMA an.

Hochempfindlicher Sensor für Gase

Mit innovativen Messmethoden unterschiedliche Spurengase gleichzeitig rasch und zuverlässig nachzuweisen - dieses Ziel haben sich die österreichischen und deutschen ProjektpartnerInnen von APOSEMA gesetzt.

Entstanden ist ein neuartiges und hochempfindliches Sensorsystem, das die Vorteile der Fluoreszenz- und der Infrarotdetektion in der Gasanalytik in einem Gerät vereinigt. Das Produkt basiert auf Nano-Hybridmaterialien sowie photonischen Lasermaterialien.

Mit diesem Gerät soll nun die kontinuierliche und einfache Analyse von Gasen in Echtzeit ermöglicht werden, die als relevante Biomarker für COPD und Arteriosklerose in der Atemluft angesehen werden:

• Sauerstoff (O2),
• Kohlendioxid (CO2),
• Stickstoffmonoxid (NO) sowie
• die sogenannten VOCs (volatile organische Komponenten) Ethan, Pentan, Isopren und Kohlenstoffdisulfid.

Neben der Vorbeugung und Behandlung von Krankheiten ist auch der Einsatz zur begleitenden Therapieüberwachung möglich. Die Anwendung der neuen Sensoren ist aber nicht nur auf den medizinischen Bereich beschränkt. Auch eine Vielzahl an Industrieprozessen benötigt schnelle und sensitive Sensorlösungen, etwa zur Prozesskontrolle und -optimierung oder im Bereich von Forschung und Entwicklung. Ebenso profitiert die Umweltanalytik von rasch ansprechenden und effizienten Analyseverfahren zur Überwachung der Luftqualität.

Konsortialführer

Universität Ulm, Deutschland - Institute of Analytical and Bioanalytical Chemistry

Weitere Konsortialpartner

• Nanoplus GmbH, Deutschland
• OptoPrecision GmbH, Deutschland
• JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH, Österreich
• TecSense GmbH, Österreich

Projektkoordinator

Univ.-Prof. Dr. Boris Mizaikoff
E-Mail: boris.mizaikoff@uni-ulm.de