Hauptinhalt

VOC-Diagnostik

Zahlreiche Krankheitsbilder führen über eine veränderte enzymatische Aktivität oder bakterielle Abbauprodukte zum Anfallen von organischen Metaboliten. Sie hinterlassen also einen „metabolischen Fußabdruck“ (Linus Pauling). Ein Teil dieser Metabolite ist volatil und lässt sich in der Umgebungsluft von Urinproben (headspace) oder auch an Serumproben und Ausatemluft nachweisen.

Der Ansatz, Krankheiten – insbesondere Tumorerkrankungen – nach diesem Prinzip zu erkennen, existiert schon längere Zeit. Erste Untersuchungen konzentrierten sich auf das Training von Spürhunden, was auch in einigen Fällen zu Erfolgen führte.

Heute stehen verschiedene verlässlichere qualitative und semiquantitative technische Detektionssysteme für VOCs (engl. volatile organic compounds) zur Verfügung.

In Kooperation mit der Klinik für Pneumologie (Dr. Dr. T. Böselt, Prof. Dr. A. R. Koczulla) im Hause erforscht unsere Arbeitsgruppe das diagnostische Potential von VOCs für urologische Krankheitsbilder.

Methodisch stehen hierbei zwei Detektionsverfahren im Vordergrund:

Cyranose 320TM

Cyranose 320TM ist eine sog. „elektronische Nase“ mit 32 Polymersensoren auf einem Nanokomposit-Array. Durch kompetitive und zeitlich begrenzte Bindung der organischen Verbindungen an die Sensoren kommt es zu einer Widerstandsänderung, die ein spezifisches Muster je nach chemischer Zusammensetzung des untersuchten Gasgemischs hinterlässt. Dieses qualitative Verfahren arbeitet nach dem Prinzip der Mustererkennung und Gruppenzuordnung.

Ionenmobilitätsspektrometrie

Die Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS) ist ein semiquantitatives Verfahren, das auch in einem gewissen Maße die Identifikation einzelner Substanzen innerhalb eines Gasgemischs zulässt. Hierfür werden die Komponenten der gasförmigen Probe ionisiert und bewegen sich in einer Driftkammer gegen ein Referenzgas. Die Kollision der Analyte mit dem Referenzgas führt zum Abbremsen in Abhängigkeit von der molekularen Größe, Ladung und Konfiguration und somit zu einem zeitversetzten Eintreffen am Ende der Driftkammer. Dort führt das Auftreffen auf einer Faraday’schen Platte zu spezifischen Messpeaks für die einzelnen Probenbestandteile.

Aktuelle Projekte

• Detektion von Harnblasenkarzinomen durch Headspace-Messungen von Urin
• Detektion von Harnwegsinfekten
• Bakteriologische Diagnostik anhand von Flüssigkulturen (mit dem Institut für Mikrobiologie und Krankenhaushygiene, Prof. Dr. M. Lohoff)
• Detektion von Prostatakarzinomen durch Urinproben

Doktorandinnen und Doktoranden

Joyce Heinig

Amrith Moser

Oliver Chwilka