Durchbruch: Einfacher Atemtest erkennt Diabetes in Minuten

Wissenschaftler haben einen Sensor entwickelt, der Diabetes und Prädiabetes durch eine einfache Atemprobe in wenigen Minuten erkennen kann. Das Gerät misst den Acetonspiegel im Atem und könnte teure Bluttests ersetzen.

Atemtest revolutioniert Diabetes-Diagnose

In Deutschland leben aktuell rund elf Millionen Menschen mit Diabetes, mindestens weitere zwei Millionen wissen noch nichts von ihrer Erkrankung. Forscher der Pennsylvania State University haben nun einen Sensor entwickelt, der Diabetes und Prädiabetes durch eine simple Atemprobe diagnostizieren kann. Das Verfahren könnte die aufwendige und teure Blutzuckermessung ablösen.

Das Forschungsteam um Huanyu "Larry" Cheng nutzt einen völlig anderen Ansatz als bisherige Diagnoseverfahren. Statt Glukose im Blut oder Schweiß zu messen, analysiert der Sensor Aceton-Konzentrationen in der Atemluft. Jeder Mensch atmet Aceton als natürliches Nebenprodukt des Fettstoffwechsels aus. Überschreitet der Acetonwert jedoch 1,8 Teile pro Million, deutet dies auf ein erhöhtes Diabetes-Risiko hin. Neuer Graphensensor zur Erkennung von Diabetes und Prädiabetes

Graphensensor mit spezieller Beschichtung

Die Entwicklung basiert auf laserinduziertem Graphen, einem porösen Material, das durch Verbrennung von Polyimidfolie mit einem CO₂-Laser entsteht. Cheng vergleicht den Prozess mit dem Rösten von Brot - wird es zu lange erhitzt, entsteht Kohlenstoff. Durch Anpassung der Laserparameter lässt sich mehrschichtiges, poröses Graphen erzeugen, das ideal für die Gasdetektion geeignet ist.


Da das Graphen allein nicht selektiv genug war, kombinierten die Forscher es mit Zinkoxid. Die Verbindung ermöglicht eine präzisere Erkennung von Acetonmolekülen gegenüber anderen Gasen. Ein zusätzliches Problem stellte die Feuchtigkeit der Atemluft dar - Wassermoleküle könnten mit den Acetonmolekülen konkurrieren. Deshalb integrierten die Wissenschaftler eine spezielle Membran, die Wasser blockiert, aber Aceton durchlässt.

Praktische Anwendung noch in Entwicklung

Aktuell müssen Patienten in einen Beutel atmen, um Störungen durch Luftströmungen zu vermeiden. Der Sensor wird dann in den Beutel getaucht und liefert binnen weniger Minuten Ergebnisse. Das Team arbeitet bereits an einer verbesserten Version, die direkt unter der Nase oder in einer Maske verwendet werden kann.

Pro Jahr treten 450.000 Neu­er­kran­kun­gen an Typ-2-Diabetes auf. Bei gleichbleibender Entwicklung wird damit gerechnet, dass bis 2040 etwa 12,3 Millionen Menschen in Deutschland an Diabetes erkrankt sein werden. Cheng sieht auch über die Diabetes-Diagnose hinaus Potenzial für seinen Sensor. Künftig könnte das Gerät helfen, die Auswirkungen von Ernährung und Sport auf den Stoffwechsel zu überwachen - ähnlich wie bei der Blutzuckermessung.

Was haltet ihr von dieser neuen Diagnosemethode? Könnte ein Atemtest die Diabetes-Früherkennung verbessern?


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