Differentielle Mobilitätsspektrometrie – Signale aus der menschlichen Ausatemluft bei Patienten mit Asthma bronchiale

Einleitung

In den letzten Jahren hat die differentielle Mobilitätsspektrometrie (DMS) in der medizinischen Forschung zunehmend an Bedeutung gewonnen. Die Bestrebungen sind dahingehend, dass über ausgeatmete Luft Marker für bestimmte Krankheiten mittels differentieller Mobilitätsspektrometrie gefunden werden sollen und somit eine nicht-invasive Methode zur Krankheitsfrühdiagnostik entwickelt wird.

Methoden

Die durch einen β-Strahler ionisierten VOCs im DMS enthalten stets positiv und negativ geladene Ionen. Ihre Ladung ist gleich der elektrischen Elementarladung oder einem Vielfachen davon. Meist haben die Ionen aber die einfache Elementarladung, ihre Massen hingegen können in weiten Bereichen variieren. Diese Eigenschaft nutzt die DMS, denn wenn sich Ionen in einem elektrischen Feld befinden, so wirkt auf sie eine beschleunigende Coulombkraft entlang der elektrischen Feldlinien. Dadurch setzen sich die Ionen in Bewegung und driften auf die entgegengesetzt geladene Kondensatorplatte zu.

Ergebnisse

Bei der Messung von unbehandelten Asthmatikern konnten so 5 verschiedene Ionencluster detektiert werden. Durch unterschiedliche Medikation konnte beobachtet werden, dass ein Teil der Ionen in der Ausatemluft nicht mehr vorhanden ist. So konnten spezifische Muster, abhängig von der Medikation für Asthmatiker festgehalten werden und Patienten hinsichtlich des Muster durch eine Clusteranalyse zugeordnet werden.

Diskussion

Die DMS eignet sich hervorragend zur Detektion von VOCs bei an Asthma bronchiale erkrankten Menschen wie auch zur Überprüfung der Medikation. Der Einsatz des Geräts zur Verfolgung der Wirkung von Medikamenten oder zur Früherkennung von Krankheiten so zum Beispiel auch zur Früherkennung von Bronchialkarzinomen oder anderen Lungenerkrankungen in der Zukunft denkbar.