Neuere Ergebnisse der Entwicklung und Anwendung ... - FAN GmbH

Es muß hervorgehoben werden, daß einatomige Gase, wie die Edelgase, und Gase, deren
Moleküle aus zwei gleichen Atomen bestehen, wie Wasserstoff (H2), Stickstoff (N2) und Sauerstoff
(O2), im Infraroten elektromagnetische Strahlung weder absorbieren noch emittieren
und deshalb der Infrarotspektroskopie nicht zugänglich sind. (Alle anderen Gase sind jedoch
infrarotaktiv in dem Sinne, daß sie im infraroten Bereich des Spektrums sowohl absorbieren
als auch emittieren. Wenn solche Gase natürliche oder anthropogene Bestandteile der Erdatmosphäre
sind, wirken sie als Treibhausgase.)
Neben den hier erläuterten Methoden der Massenspektrometrie und der Absorptionsspektrometrie
werden auch die Emissionsspektrometrie sowie die Kernresonanzspektrometrie, die
Neutronenaktivierung und andere kernphysikalische Methoden zur Analyse stabiler Isotope
herangezogen. Speziell für die Isotopenanalyse des Wasserstoffs gibt es eine Reihe weiterer
Methoden, die auf den relativ großen Unterschieden in den physikalischen Eigenschaften des
Wasserstoffs und seines schweren Isotops, des Deuteriums, beruhen (Dichte, Wärmeleitfähigkeit,
Brechungskoeffizient usw.).
Die Methode der stabilisotopen Markierung ist in der biochemischen Forschung sowie in der
medizinischen Forschung und Diagnostik weit verbreitet. Angesichts der Schlüsselrolle des
Kohlenstoffs in der belebten Natur ist es nicht verwunderlich, daß dabei die Markierung
dieses Elements mit Abstand an erster Stelle steht. Besonders attraktiv ist die Methode in den
Fällen, wo der zu untersuchende Stoffwechsel–Vorgang zur Bildung einer gasförmigen
chemischen Verbindung führt, die der massenspektrometrischen oder optisch–
spektroskopischen Isotopenanalyse direkt zugeführt werden kann, indem der Proband seine
Atemluft in einen Beutel oder in ein Röhrchen bläst. In der medizinischen Forschung und
Diagnostik handelt es sich in den meisten Fällen um das mit der Atemluft ausgeschiedene
Kohlendioxid. Das Wesen solcher sogenannter 13 C–Atemtests besteht darin, dem Probanden
einen mit 13 C markierten Stoff, ein sogenanntes Substrat, zuzuführen und zu verfolgen, nach
welchem Zeitgesetz dieses 13 C metabolisiert und als 13 CO2 ausgeatmet wird.
Es ist der Gegenstand der vorliegenden Broschüre, die Methodik der 13 C–Atemtests zu charakterisieren
und ihre Anwendungsmöglichkeiten aufzuzeigen. Die letzte zusammenfassende
Darstellung dieser Tests findet sich in einer Monographie aus dem Jahre 1991 (Krumbiegel P
1991). Unsere Broschüre soll deshalb als ein Bericht über die in der Zeit seit Ende der 80–er
Jahre erzielten Fortschritte auf dem Gebiete der 13 C–Atemtests gestaltet werden.
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