Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Gold nanoparticles help detect a toxic metal -- mercury

30.04.2007
With gold nanoparticles, DNA and some smart chemistry as their tools, scientists at Northwestern University have developed a simple "litmus test" for mercury that eventually could be used for on-the-spot environmental monitoring of bodies of water, such as rivers, streams, lakes and oceans, to evaluate their safety as food and drinking water sources.

Anzeige

An article detailing the colorimetric screening technology and its success detecting mercury will be published online April 27 by Angewandte Chemie, the prestigious European journal of applied chemistry.


...mehr zu:
DNA gold nanoparticle mercuric Mirkin mismatch nanoparticle T-T

Methyl mercury, a neurotoxin that is particularly dangerous to young children and pregnant women, is the form of mercury people ingest when they eat contaminated fish and shellfish. Mercury is released into the air through industrial pollution, falling into bodies of water and polluting the waters in which fish and shellfish live. Bacteria in the aquatic environment then convert water-soluble mercuric ion (Hg2+) into methyl mercury, which accumulates in varying amounts in fish and shellfish.

"It is critical to detect mercury quickly, accurately and at its source," said Chad A. Mirkin, George B. Rathmann Professor of Chemistry, professor of medicine and professor of materials science and engineering, who led the study. "Most existing detection methods require expensive complicated equipment forcing tests to take place in a lab. Our method is simpler, faster and more convenient than conventional methods, and results can be read with the naked eye at the point of use."

The researchers report that they were able to determine by simple visual inspection if solvated mercuric ion was present in each sample tested and, if so, in what amount. As an illustration of the method's selectivity, they also could differentiate mercury from other metals with similar binding mechanisms, such as cadmium and copper.

The method is also highly sensitive, capable of detecting mercuric ions at the 100 nanomolar level. "To the best of my knowledge, we have set a record for the most sensitive colorimetric sensor," said Mirkin. "A glucose meter, for example, operates at a high micromolar scale, with glucose being 100,000 times more concentrated than the mercury we are detecting."

The Northwestern method takes advantage of gold's intense color when the metal is measured on the scale of atoms. Mirkin and his team started with gold nanoparticles, each just 15 nanometers in diameter, held together by complementary strands of DNA. Because they are held together within a certain critical distance, the gold nanoparticles -- and the solution they are in -- are blue. When the solution is heated, the DNA breaks apart, and the gold nanoparticles, no longer in close proximity to each other, are now bright red.

Knowing that mercuric ion binds selectively to the bases of a thymidine-thymidine (T-T) mismatch, the researchers designed each strand of DNA, which is attached to a gold nanoparticle, to have a single thymidine-thymidine (T-T) mismatch. If mercury is present in the solution it binds tightly to the T-T mismatch site.

The key to the technology is that the blue to red color change occurs at 46 degrees Celsius if the solution has no mercury, and it occurs at a higher temperature if mercury is present.

"When mercury binds to the T-T mismatch site it is like adding some superglue -- the gold nanoparticles are now held together even more tightly," said Mirkin. "The mercury creates a stronger bond that requires a higher temperature to break apart the DNA strands."

The temperature it takes to break apart the strands, when the color changes from blue to red, also indicates how much mercury is present -- the higher the temperature, the more mercury or "super glue" that is present.

Their next step, said Mirkin, is to increase the sensitivity of the method as well as expand the scope of environmental targets. Using similar principles, the researchers have started developing a colorimetric screening method for cadmium and lead.

"This is a simple method that we can tailor easily for other metals," said Mirkin.

Charles Loebbaka | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.northwestern.edu

Weitere Berichte zu: DNA gold nanoparticle mercuric Mirkin mismatch nanoparticle T-T

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert
08.02.2012 | Max-Planck-Institut für medizinische Forschung

nachricht Obstacles No Barrier to Higher Speeds for Worms
08.02.2012 | New York University

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: Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert


Wissenschaftler beobachten, wie Oxytocin zentrale Schaltstellen im Gehirn erreicht und das Verhalten beeinflusst

Kuschelhormon, Treuehormon, Angstlöser – häufig gebrauchte Schlagwörter für das Neuropeptid Oxytocin, das sich in den letzten Jahren als ein Stoff erwiesen hat, der unser Verhalten in zentralen Regionen des Gehirns positiv beeinflussen kann. Was jedoch bisher völlig unklar war: Wie gelangt dieser Botenstoff aus dem Hypothalamus in die Hirnbereiche, die ...

Im Focus: Datenspeicher mit Lachs-DNA und Nano-Silber


Ein neuartiger Biopolymer-Film aus Lachs-DNA mit Silber-Nanopartikeln speichert Informationen kostengünstig und umweltverträglich.

Entstanden ist das organische System in fächer- und länderübergreifender Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Centers for Functional Nanostructures (CFN) am KIT und des Institute of Photonics Technologies an der National Tsing Hua University in Taiwan. Der DNA-Datenspeicher eignet sich unter anderem für biotechnische Anwendungen, etwa als Bauteil in Biosensoren.

Das System ...

Im Focus: VLT liefert detailreichstes Infrarotbild des Carinanebels


Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben das bislang detailreichste Infrarotbild der Sternkinderstube des Carinanebels aufgenommen. Es zeigt vor dem spektakulären Hintergrund einer himmlischen Landschaft auf Gas, Staub und jungen Sterne zahlreiche nie gesehene Details und zählt zu den atemberaubendsten VLT-Bildern überhaupt.

Im Herzen der südlichen Milchstraße, im Sternbild Carina (Der Schiffskiel, [1]), befindet sich in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren die Sternkinderstube des Carinanebels. Diese ausgedehnte Wolke aus leuchtendem Gas und Staub ist von der Erde aus gesehen eine der nächstgelegenen Geburtsstätten massereicher Sterne.

Der Nebel beinhaltet einige der hellsten und ...

Im Focus: Automatisch Lücken im Funkspektrum erkennen


Auf der embedded world identifizieren Wissenschaftler der Fraunhofer ESK Lücken im Funkspektrum, um diese für zusätzliche Übertragungen zu nutzen.

Der in Halle 5, Stand 5-228, vorgestellte Prototyp zeigt das Funkspektrum in einem 3D-Spektrogramm, markiert die prognostizierten Lücken und prüft deren Eintreffen. Diese Methode, Cognitive Radio, verbessert die Übertragungsqualität in einem bereits vollen Funkspektrum ohne aufwändiges, statisches Koexistenzmanagement. Ziel ist eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Funk für die Automatisierung.
...

Im Focus: Bronze-Matrjoschka: hocheffiziente Katalysatoren und Nanoröhrchen mit ungewöhnlicher Symmetrie


Eine Puppe in der Puppe und noch eine drumherum – so erklärt Thomas Fässler seine Moleküle: Er packt ein Atom in einem Käfig in noch ein weiteres Atomgerüst.

Mit ihrer großen Oberfläche könnten solche Strukturen als hocheffiziente Katalysatoren dienen. Wie bei dem russischen Holzspielzeug sitzt ganz innen drin ein einzelnes kleines Zinnatom, eingepackt in eine Hülle aus zwölf Kupferatomen, und diese ist nochmals umgeben von weiteren 20 Zinnatomen.

In der Arbeitsgruppe von Professor Fässler am Institut für Anorganische ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

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

Zwerggalaxie hat großen Hunger

08.02.2012 | Physik Astronomie

Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert

08.02.2012 | Biowissenschaften Chemie

Obstacles No Barrier to Higher Speeds for Worms

08.02.2012 | Biowissenschaften Chemie

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

»Jede Sekunde zählt« Erster Internationaler Kongress zu Rettungsdienstsystemen in Neu Delhi

08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Bauwerke gebrauchstauglich halten

08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Wissenschaft im Dialog-Veranstaltungen im Wissenschaftsjahr 2012

08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp