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Science Inspires: Exkursion in den Forschungsbereich der Atemgasanalytik

Kürzlich lernten SchülerInnen der Ursulinenschule in den Labors von Univ.-Prof. Dr. Anton Amann die spannende Technologie der Atemgasanalyse kennen. Das Forschungsteam von der Univ.-Klinik für Anästhesie und Intensivmedizin forscht im Rahmen von Oncotyrol derzeit daran, Biomarker für Lungenkrebs zu finden. Die SchülerInnen kamen im Rahmen des Oncotyrol-Bildungsprojektes Science Inspires, bei dem die Medizinische Universität Innsbruck ein Projektpartner ist.

Bei Atemgasanalysen werden flüchtige organische Substanzen in der Ausatemluft von PatientInnen mit massenspektrometrischen Methoden nachgewiesen. Mädchen der Klasse 3c des Ursulinen-Gymnasiums durften diese komplexen Analysetechniken in den letzten Wochen spielerisch erlernen, anhand von Lebensmittelproben. Die Postdoc Bioingenieurin Veronika Ruzsanyi, Mitarbeiterin von Prof. Amann, erklärte ihnen anschaulich die unterschiedlichen Verfahren und Vorgehensweisen. Gemeinsam mit der Forscherin richteten die Mädchen Orangen, Thymian, Apfel, Zimt und verschiedene Käsesorten als Proben in luftdicht verschlossenen Gasflaschen her. Diese wurden dann in einem Inkubator erwärmt, damit sich möglichst viele Geruchsstoffe in der Luft über den Lebensmitteln bilden konnten. Diese Luftproben ersetzten im Schulexperiment die Atemluftproben. „Natürlich kann man auch in der Atemluft nachweisen, ob jemand am Vortag Fisch oder Zwiebeln gegessen hat. Man kann sogar herausfinden, welche Sorte Zwiebeln verzehrt wurde“, erklärte Veronika Ruzsanyi. Aber die Konzentration von Lebensmitteln-Substanzen im Atemgas ist natürlich viel geringer als in den intensiven Geruchs-Proben, die die Schülerinnen für dieses Experiment hergestellt hatten. Die Mädchen schlossen dann die Flaschen nacheinander mit Schläuchen an einen Gaschromatographen an, der wiederum mit einem Massenspektrometer verbunden war. Im Gaschromatographen wird die Mischung von gasförmigen Substanzen in ihre Einzelbestandteile aufgetrennt. Mit Hilfe des Massenspektrometers werden die Einzelsubstanzen dann anhand ihres Massenspektrums nachgewiesen. Die Mädchen erhielten von jedem Duft ein Bild, das aus Tausend unterschiedlich hohen Spitzen bestand. Mit Hilfe einer Datenbank konnten die Schülerinnen von Chemielehrerin Sabine Mader-Job diese sogenannten Peaks einzelnen Substanzen zuordnen. Zimt enthält beispielsweise Phellandren, Thymian Limonen und Bergkäse Aceton. Erstaunt stellten die Schülerinnen fest, dass Emmentaler Käse Ethanol aufweist, also die Sorte Alkohol, die auch in alkoholischen Getränken vorkommt. „Kann man von Käse betrunken werden?“, war daher die naheliegende Frage der jungen Exkursionsteilnehmerinnen. Veronika Ruzsanyi konnte sie allerdings aufklären: „Die Massenspektrometer sind extrem empfindlich. Ethanol ist nur in winzigen Mengen im Käse enthalten. So viel Käse kann man gar nicht essen, um davon betrunken zu werden.“ Die Forscherin zeigte sich von der raschen Auffassungsgabe der Schülerinnen begeistert. „Es ist toll zu beobachten, wie schnell die Jugendlichen die computergesteuerte Auswertung lernen. Sie machen das ganz selbstverständlich.“

Bildungsprojekt Science Inspires

Die Exkursion fand im Rahmen des Bildungsprojektes Science Inspires statt. Die Medizinische Universität Innsbruck ist wie das Management Center Innsbruck (MCI) wissenschaftlicher Partner dieses Oncotyrol Projektes. Als vorschulische Bildungseinrichtungen sind der Kindergarten der Medizinischen Universität Innsbruck, das BRG Adolf-Pichler-Platz, WRG Ursulinen Innsbruck, BORG Innsbruck und die Volksschule Angergasse weitere Konsortialpartner. Kinder und Jugendliche der Region Innsbruck tauchen in dem Projekt, das durch das Talente regional Programm der FFG und des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) für eineinhalb Jahre in die Welt der naturwissenschaftlichen Forschung ein. Durch Exkursionen, praktische Workshops und Vorträge erleben die Kinder sowie Schülerinnen und Schüler innovative Forschungstätigkeit im Bereich der personalisierten Krebsforschung und der Arzneimittelentwicklung aus Naturstoffen. Die nachhaltige Wirkung des Projektes ist durch die Implementierung erlernter Inhalte und Methoden in den Unterricht und durch die Vernetzung von Forschung und Bildung in der Region gewährleistet. Elisabeth Lukasser-Vogl, Science Inspires Projektleiterin freute sich anlässlich der Exkursion zum Forschungslabor der Atemgasanalytik vor allem, dass die Mädchen keine Scheu vor Technik zeigten und im Rahmen des Projektes auch Frauen in wissenschaftlich-technischen Berufen kennenlernen – wie die Bioingenieurin Ruzsanyi.

(RED)