Osnabrück 2002 – scientific programme

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Q: Quantenoptik

Q 322: Laser in der Medizin und Umweltmesstechnik

Q 322.3: Talk

Wednesday, March 6, 2002, 17:00–17:15, HS 22/108

Spurengasanalytik des menschlichen Atems mittels Infrarot-Cavity-Leak-Out Spektroskopie — •Golo von Basum, Hannes Dahnke, Stefan Ostrowski, Peter Hering und Manfred Mürtz — Institut für Lasermedizin, Universität Düsseldorf,
www.ilm.uni-duesseldorf.de/tracegas

Die Cavity-Ring-Down-Spektroskopie (CRDS) ist eine hochempfindliche Methode um simultan die Absorptionsspektren von unterschiedlichen Spurengasen zu untersuchen. In dieser Arbeit wird der medizinisch relevante Nachweis von Ethan, Methan und Kohlenmonoxid im menschlichen Atem vorgestellt.

Ein verstimmbarer CO-Oberton-Seitenband-Laser (λ=3µm) wird benutzt, um einen Resonator hoher Güte (L = 50 cm, R = 99,986%) anzuregen, wodurch eine effektive optische Weglänge von 3,6 km erreicht wird. Nach der Anregung des Resonators durch das Licht eines cw-Lasers wird dieses abgeschaltet und der zeitliche Verlauf der exponentiell abklingenden Strahlung aufgezeichnet. Durch diese Methode können wir minimale Absorptionskoeffizienten von 6× 10⁻¹⁰/cm (10 s) nachweisen.

Durch die spezielle Konfiguration des Gassystems und des schnellen Nachweises ist es möglich, atemzugsaufgelöste Messungen durchzuführen (Δ t < 1s). Erste Untersuchungen dieser Art werden vorgestellt. Ethan ist als Abbauprodukt der Lipidperoxidation ein eindeutiger Marker für oxidativen Stress im menschlichen Organismus. Um das Einsatzgebiet der Spektroskopiemethode in diesem Bereich zu demonstrieren wurden erste Untersuchungen an Rauchern durchgeführt.