Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Leuchtende Blume für TNT-Ultraspurenanalyse

27.08.2012
Selektiver optischer TNT-Nachweis bis in den Sub-Zeptomol-Bereich

Hochempfindliche und hochselektive Testverfahren sind wichtig z.B. für die Früherkennung von Krankheiten, die Detektion von Umweltgiften oder von Sprengstoffspuren in Flughäfen. Erhöhte Selektivität für den gesuchten Analyten hilft, falsch-positive Resultate zu vermeiden. Indische Wissenschaftler stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie jetzt ein spezifisches Nachweisverfahren für den Sprengstoff TNT vor, mit dem noch einzelne Moleküle detektiert werden können.


Bei Kontakt mit TNT verfärben sich die Nanopartikel von rot zu grün. Der Farbumschlag kann unter einem Fluoreszenzmikroskop beobachtet werden. (c) Wiley-VCH

Thalappil Pradeep, Ammu Mathew und P. R. Sajanlal vom Indian Institute of Technology Madras verwenden eine ausgeklügelte Kombination aus Mikro- und Nanostrukturen als Sensoren: So genannte Gold-Mesoflowers, ca. 4 µm große blumenförmige Goldpartikel, beschichtet mit Siliciumdioxid, dienen als Träger für Silber-Cluster, winzige „Häufchen“ aus exakt 15 Silber-Atomen, die in das Protein Rinderserum-Albumin eingebettet sind. Mit Licht der passenden Wellenlänge bestrahlt, lumineszieren die Silber-Cluster rot. Das Gold der blumigen Träger verstärkt die Fluoreszenz. Der besondere Vorteil ist ihre ganz einzigartige Form, die, anders als rundliche Partikel, unter einem optischen Mikroskop leicht eindeutig identifiziert werden kann.

Wird ein Tröpfchen einer TNT-haltigen Lösung aufgegeben, reagiert dieses mit den Aminogruppen des Rinderserum-Albumins zu einem so genannten Meisenheimer-Komplex – eine Reaktion, die für TNT spezifisch ist. Dadurch wird das rote Leuchten der Silber-Cluster ausgelöscht. Um diese Reaktion noch eindeutiger zu machen, betten die Forscher zusätzlich einen grün fluoreszierenden Farbstoff in die Siliziumdioxid-Schicht ein, die sie auf die Gold-Blumen aufkristallisieren lassen. Solange die Silber-Cluster rot leuchten, ist deren Fluoreszenz unterdrückt. Knipsen TNT-Moleküle das rote Leuchten aber aus, beginnt der Farbstoff grün zu leuchten. Unter dem Fluoreszenzmikroskop kann ein Farbumschlag von rot nach grün beobachtet werden.

Bereits eine TNT-Konzentration von 1 ppb (parts per billion, 1 Teil pro einer Milliarde) löscht das Leuchten aus, 1 ppt (parts per trillion, 1 Teil pro einer Billion) reduziert es noch merklich. Die Forscher sicherten ihr Lumineszenz-Verfahren mit einer weiteren analytischen Methode ab, dem SERS (Surface-enhanced Raman Scattering), die ebenfalls ausgezeichnet mit einer Variante der blumigen Sensoren funktioniert. „So ließen sich Nachweisgrenzen bis in den sub-Zeptomol-Bereich (10–21 mol) erreichen“, erläutert Pradeep. Im Grunde reicht eine einzige „Blume“ als Sensor aus. Sie reagiert bereits, wenn sie mit ca. 9 Molekülen TNT in Berührung kommt. An einem auf dem Prinzip basierenden Gerät wird derzeit gearbeitet.

Den Forschern gelang außerdem ein ähnlich empfindlicher Nachweis von Quecksilber nach der gleichen Sensor-Strategie. Pradeep: „ Unser Konzept ließe sich zur Ultraspurenanalyse weiterer Stoffe nutzen, indem spezifische Liganden auf den Sensoren fixiert werden.“

Angewandte Chemie: Presseinfo 32/2012

Autor: Thalappil Pradeep, Indian Institute of Technology Madras, Chennai (India), http://www.dstuns.iitm.ac.in/t-pradeep.php

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201203810

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wegbereiter für Vitamin A in Reis
21.07.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Pharmakologie - Im Strom der Bläschen
21.07.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

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: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten