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Gasanalysator GAS-MED

GAS-MED

Wichtige Produktmerkmale

  • Kontinuierliche Messung von 12CO2 , 13CO2 und O2 in der Ausatemluft des Patienten (erfolgreich getestet am Tiermodell / Mäuseintensivstation)
  • Minimales Probevolumen (ca. 1 ml) erforderlich
  • Hohe Messgeschwindigkeit (30 s Messintervall)
  • Intuitive und unkomplizierte Benutzeroberfläche und optionale Datenspeicherung
  • Keine weiteren Betriebsmittel außer der Netzspannung erforderlich

Präzise optische Atemgasanalytik für pharmazeutische und diagnostische Anwendungen in der Tier- und Humanmedizin

Die Luft, die ein Lebewesen ausatmet, besteht zum größten Teil aus Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf. Weitere Bestandteile sind flüchtige organische Komponenten (volatile organic compounds oder VOCs). Die Zusammensetzung des Gasgemisches lässt Rückschlüsse über den Vitalzustand des Körpers und die Verstoffwechselung von Medikamenten zu. Insbesondere, wenn beispielsweise Isotopen-markierte Medikamente verabreicht werden und diese Isotope anschließend selektiv im Atem gemessen werden können.

Der GAS-MED-Gasanalysator ist ein Laserspektrometer, der die spezifischen Gasabsorptionen verschiedener Moleküle und deren Isotope im infraroten Spektralbereich selektiv und sensitiv messen kann (beispielsweise 12CO2

und 13CO2). Der nicht IR-aktive Sauerstoff wird mit einem integrierten optochemischen Sensor der Firma TecSense bestimmt. Die miniaturisierte Gasmesszelle auf Basis eines optischen Hohlwellenleiters ermöglicht ein minimales Probenvolumen von nur einem Milliliter.

Die Messung erfolgt bei ständigem Durchfluss ohne weitere Gasaufbereitung oder Veränderung des Messgases. Dadurch kann das Gerät beispielsweise problemlos in die Abgasführung einer Beatmungsanlage eingefügt werden. Gegebenenfalls nachfolgende Analysen des Messgases werden dadurch nicht beeinflusst. Durch einen einfachen Austausch des Lasers und der dazugehörigen Softwarekonfiguration lässt sich das Gerät auf jedes im IR-absorbierende Gas umstellen.

Anwendungen

  • Klinische und pharmazeutische Grundlagenforschung z. B. Einsatz imTiermodell / Mäuseintensivstationen
  • Durch isotopenselektive Messung von CO2 kann die Verstoffwechselung von 13C-markierten Medikamenten untersucht werden
  • Humanmedizinische Diagnostik (z.B. in Säuglingsstationen, Diagnostik und Therapieüberwachung verschiedener Krankheitsbilder)
  • Compliance Tests – Überprüfung ob Testpersonen Medikamente im Rahmen von Studien wirklich eingenommen haben

    Hauptansicht des Touch-Screens mit allen relevanten Messwerten

    Wesentliche Produktmerkmale

    • Neuartiger, hoch selektiver und präziser Atemgassensor zur Diagnostik und Therapieüberwachung verschiedener Krankheitsbilder auf Basis der Atemgaszusammensetzung/ Isotopenkonzentrationen
    • Zuverlässige und langlebige optische Atemgasanalyse im infraroten Spektralbereich (IR)
    • Kontinuierliche Messung von 12CO2 , 13CO2 und O2 in der Ausatemluft des Patienten (erfolgreich getestet am Tiermodell/ Mäuseintensivstation)
    • Adaptierbar auf andere Atemgase, z. B. volatile Biomarker (demonstriert am Beispiel Aceton)
    • Minimales Probevolumen (ca. 1 ml) erforderlich
    • Hoher Probendurchsatz (kontinuierliche Messung im Durchfluss), keine Vorbehandlung nötig
    • Hohe Messgeschwindigkeit (30s Messintervall)
    • Sehr gute Nachweisgrenzen im ppmV-Bereich
    • Intuitive und unkomplizierte Benutzeroberfläch und optionale Datenspeicherung
    • Kompakter und robuster Gesamtaufbau (19“ Gehäuse)
    • Keine weiteren Betriebsmittel außer der Netzspannung erforderlich


    Funktionsschema des GAS-MED Gasanalysators und der Beatmung an einer Mäuseintensivstation mit illustriertem Atemgasverlauf und dem Strahlengang im Gerät

    Detailansicht der Messdaten und der numerischen Auswertung:
    Isotopenspezifische Absorptionslinien

    Erfolgreiche Feldtests in einer Mäuseintensivstation des Universitätsklinikums Ulm

    Das Gerät wurde am Institut für Anästhesiologische Pathophysiologie und Verfahrensentwicklung des Universitätsklinikums Ulm innerhalb einer Mäuseintensivstation erfolgreich erprobt. Das System hat sich dort durch seine Kompaktheit, robuste Bauweise, Geschwindigkeit und einfache Bedienbarkeit bei hoher Empfindlichkeit und Selektivität in der Mäuseintensivstation an beatmeten Mäusen bewährt. Die Messwerte wurden mit Hilfe eines Massenspektrometers validiert. Die Korrelation lag bei R2=0,995.

    Quelle: ICLs in the ICU: Advanced Photonic Sensors based on Interband Cascade Lasers for Real-time Mouse Breath Analysis, ACS Sens. 2018, 3, 9, 1743–1749, 2018

    Mehr unter:doi.org/10.1021/acssensors.8b00477

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    Gefördertes Forschungsprojekt

    Der GAS-MED Gasanalysator wurde auf Basis eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungsprojektes FKZ 13N13084 (2014-2019) entwickelt.

    Die fachliche Betreuung erfolgte durch den Projektträger VDI Technologiezentrum GmbH (Düsseldorf).

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