Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Arsen und Goldklümpchen

27.11.2009
Rascher, einfacher und hochempfindlicher Arsennachweis mit Goldnanopartikeln

Wenn von Arsenvergiftungen die Rede ist, denken wir zuerst an heimtückische Mörder. Weitaus größer ist jedoch die Gefahr von Arsenvergiftungen durch verseuchtes Trinkwasser.

Arsen kommt in geringen Konzentrationen praktisch überall im Boden vor und gelangt ins Grundwasser. Etwa 140 Mio Menschen weltweit trinken möglicherweise Wasser, das Arsen-Konzentrationen oberhalb des von der WHO empfohlenen Grenzwerts von 10 ppb (parts per billion, deutsch: "Teile pro 1 Milliarde Teile") enthält.

Forscher von der Jackson State University (MS, USA) haben nun einen neuen Ansatz für einen raschen, einfachen und dabei hochempfindlichen Arsentest entwickelt. Wie das Team um Paresh Chandra Ray in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichtet, basiert ihre Methode auf einem Zusammenklumpen von Goldnanopartikeln und weist Arsen selektiv noch bis zu Konzentrationen von 3 ppt (parts per trillion, deutsch: "Teile pro 1 Billion Teile) in Trinkwasser nach.

Vor allem Länder wie Indien, Bangladesh und Thailand sind von stark arsenhaltigem Grundwasser betroffen. Aber auch in einigen Gegenden Nord- und Südamerikas wurden hohe Arsenkonzentrationen festgestellt. Das Problem kann, wo es bekannt wird, relativ einfach behoben werden. Heutige Analysenmethoden sind allerdings zeitaufwendig und benötigen eine Reihe von Anreicherungsschritten.

Das neue Verfahren könnte die Arsenanalytik jetzt beschleunigen und vereinfachen. Die Wissenschaftler um Ray knüpfen dazu spezielle organische Moleküle an die Oberfläche von Goldnanopartikeln, die als Liganden für Arsen wirken: Sie gehen eine so genannte Komplexbindung mit Arsen ein. Jedes Arsenion kann drei dieser Liganden binden, dadurch verbrückt es bis zu drei Goldteilchen untereinander. Je höher die Arsenkonzentration in der Probe, desto stärker verklumpen die Goldpartikel, die Anzahl größerer Aggregate steigt. Die Farbe von feinst in einer Flüssigkeit verteilten Goldnanopartikeln hängt aber von deren Größe ab. Während die arsenfreien Goldnanopartikel in der Lösung rot erscheinen, ist bei Aggregation durch Arsen ein Farbumschlag nach blau erkennbar. Konzentrationen bis hinunter zu 1 ppb lassen sich anhand der Farbänderung mit dem bloßen Auge noch erkennen. Arsen bindet wesentlich stärker als andere Metalle an die Liganden. Diese Selektivität erhöhten die Forscher noch weiter, indem sie drei verschiedene Liganden an das Gold knüpfen.

Eine sehr genaue Methode zur Bestimmung minimaler Änderungen von Partikelgrößen ist die dynamische Lichtstreuung (DLS), bei der das Streulicht eines Lasers an den Partikeln analysiert wird. Mithilfe der DLS gelang es Ray und seinen Kollegen, noch Arsen-Konzentrationen bis zu 3 ppt nachzuweisen und zu quantifizieren. In Proben von Brunnenwasser aus Bangladesh fand das Team 28 ppb und in Wasser aus dem Wasserhahn in Jackson (USA) 380 ppt Arsen.

Angewandte Chemie: Presseinfo 47/2009

Autor: Paresh Chandra Ray, Jackson State University (USA), http://chem.jsums.edu/ray/

Angewandte Chemie 2009, 121, No. 51, 9848-9851, doi: 10.1002/ange.200903958

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://chem.jsums.edu/ray/
http://presse.angewandte.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Einblicke in die Welt der Trypanosomen
16.08.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Geographie verrät das Alter von Viren
16.08.2017 | Universität Bern

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten den „anderen Hochtemperatur-Supraleiter“

Eine von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) geleitete Studie zeigt, dass Supraleitung und Ladungsdichtewellen in Verbindungen der wenig untersuchten Familie der Bismutate koexistieren können.

Diese Beobachtung eröffnet neue Perspektiven für ein vertieftes Verständnis des Phänomens der Hochtemperatur-Supraleitung, ein Thema, welches die Forschung der...

Im Focus: Tests der Quantenmechanik mit massiven Teilchen

Quantenmechanische Teilchen können sich wie Wellen verhalten und mehrere Wege gleichzeitig nehmen, um an ihr Ziel zu gelangen. Dieses Prinzip basiert auf Borns Regel, einem Grundpfeiler der Quantenmechanik; eine mögliche Abweichung hätte weitreichende Folgen und könnte ein Indikator für neue Phänomene in der Physik sein. WissenschafterInnen der Universität Wien und Tel Aviv haben nun diese Regel explizit mit Materiewellen überprüft, indem sie massive Teilchen an einer Kombination aus Einzel-, Doppel- und Dreifachspalten interferierten. Die Analyse bestätigt den Formalismus der etablierten Quantenmechanik und wurde im Journal "Science Advances" publiziert.

Die Quantenmechanik beschreibt sehr erfolgreich das Verhalten von Partikeln auf den kleinsten Masse- und Längenskalen. Die offensichtliche Unvereinbarkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

Anbausysteme im Wandel: Europäische Ackerbaubetriebe müssen sich anpassen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Einblicke in die Welt der Trypanosomen

16.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Maschinensteuerung an Anwender: Intelligentes System für mobile Endgeräte in der Fertigung

16.08.2017 | Informationstechnologie

Komfortable Software für die Genomanalyse

16.08.2017 | Informationstechnologie