Erste quantitative Untersuchungen von Atemgasproben wurden von Nobelpreisträger Linus Pauling durchgeführt, der mittels Gaschromatographie rund 200 flüchtige Substanzen der Ausatemluft entdeckte. Zu den bekanntesten, bereits in der klinischen Praxis etablierten Atemtests gehört der Nachweis des Magenkeims Helicobacter pylori – in Zukunft könnten auch die Früherkennung von Krebs, Diabetes und Depressionen mittels Atemgasanalytik bewerkstelligt werden.

Konnten früher nur Stoffe in hohen Konzentrationen identifiziert werden, so ist es heute an der Dornbirner ÖAW-Forschungsstelle für Atemgasanalytik möglich, ein Teilchen in einer Milliarde Teilchen zu detektieren; diese hohe Sensitivität macht es aber auch nötig, sehr sorgfältig zu messen. Da Atemluft aus den Lungenbläschen mit Blut über eine dünne Membran in Kontakt steht, kommt im Prinzip jeder flüchtige Stoff, der im Blut vorkommt, in geringer Konzentration auch in der Ausatemluft vor. Mit Hilfe von mathematischen Modellen können daher aus den Konzentrationen in der Ausatemluft die Konzentrationen im Blut berechnet werden.

Atemgasmessungen haben gegenüber Blutuntersuchungen den Vorteil, nicht-invasiv zu sein; Atemluft kann bei Kindern oder älteren Personen oder Patienten auf der Intensivstation abgenommen werden. Atemgasproben können in Echtzeit gesammelt werden, was eine kontinuierliche Beobachtung der Veränderung von Körpersubstanzen, z.B. am Ergometer oder im Schlaflabor, ermöglicht.

Bisher sind nur wenige Atemtests von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) für die klinische Praxis zugelassen worden:
• ein Wasserstoff-Atemtest zur Diagnose von Kohlenhydrat-Malabsorptionssyndrom
• Stickoxid-Monitoring bei Asthma
• der 13C-Harnstofftest zur Diagnose von Infektion mit Helicobacter pylori
• ein Kohlenwasserstoff-Atemtest zur Diagnose von Abstossung nach Herztransplantation
und natürlich der von der Polizei bei Straßenverkehrskontrollen angewandte Alkoholtest.

Folgende analytische Techniken werden an der Dornbirner ÖAW-Forschungsstelle für Atemgasanalytik angewandt:
• Gaschromatographie mit massenspektrometrischer Detektion (GC-MS)
• Protonen-Transfer-Reaktions Massenspektrometrie (PTR-MS)
• Selected Ion Flow Tube Massenspektrometrie (SIFT-MS)
• Ion Mobility Spektrometrie (IMS)
• Infrarot Laser Spektrometrie

Eine umfangreiche Einführung in die Atemgasanalyse bietet das vom Direktor der ÖAW-Forschungsstelle für Atemgasanalytik herausgegebene Buch: Amann A und Smith D (Eds): Breath Analysis for Clinical Diagnosis and Therapeutic Monitoring, World Scientific, Singapore (2005).

Mit der Errichtung einer Forschungsstelle in Dornbirn ist die ÖAW erstmals in ihrer Geschichte an einem Standort im Land Vorarlberg präsent. Durch die Gründung der „International Association for Breath Research“, deren Chairman der Direktor der Forschungsstelle ist, und die Etablierung des wissenschaftlichen „Journal of Breath Research“, deren editor-in-chief der Forschungsstellendirektor ist, sind weitere Meilensteine gesetzt worden, um atemgasanalytische Methoden in der klinischen Praxis umzusetzen.

Der Direktor der Forschungsstelle für Atemgasanalytik, Anton Amann, ist gebürtiger Vorarlberger und hat an ETH Zürich Chemie studiert. Neben seiner Dozententätigkeit im Bereich Physikalische Chemie an der ETH Zürich ist Anton Amann seit 1996 Professor an der Universität Innsbruck bzw. nunmehr an der Medizinischen Universität Innsbruck. Durch die Etablierung der Forschungsstelle für Atemgasanalytik unterstützt die Österreichische Akademie der Wissenschaften Anton Amann’s Bestrebungen maßgeblich, in seinem Heimatbundesland eine akademische Institution, deren Forschungsleistung im internationalen Spitzenfeld mithalten kann, zu etablieren.

Forschungsstelle für Atemgasanalytik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (AA_ÖAW) in Dornbirn

Wissenschaftlicher Direktor: Univ.-Prof. Doz. (ETH) Dr. Anton Amann

Kontakt: Mag. Mag. Marco Freek
Dammstraße 22, 6850 Dornbirn

Tel. 0664 80515 60000
marco.freek@oeaw.ac.at