Offener Deckel verrät Quecksilber

Einfaches Testsystem für den raschen, selektiven Nachweis von Methylquecksilber in biologischen Proben

19.10.2009 - Spanien

Quecksilber kennt man als silbrige Flüssigkeit in früheren Thermometern. Inzwischen weiß man, dass Quecksilber sehr giftig ist. Toxische Spitzenreiter sind organische Quecksilberverbindungen wie Methylquecksilber. Bisherige analytische Verfahren zum Nachweis von Methylquecksilber waren meist technisch aufwendig und nur im Labor durchführbar. Ein spanisch-deutsches Team hat nun einen neuen Ansatz entwickelt, mit dem sich das Gift rasch, einfach und vor Ort nachweisen ließe. Wie die Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, wäre ein Schnelltest vorstellbar, bei dem Teststreifen einfach in eine Probe getaucht werden.

Quecksilber gelangt bei der Brandrodung von Regenwäldern und der Kohleverbrennung in die Umwelt, auch die Chlorproduktion und Zementwerke setzen Quecksilber frei. Wie giftig Quecksilber ist, hängt sehr stark davon ab, in welcher Art chemischer Verbindung es vorliegt. Das besondere Problem: In der Natur entsteht aus vielen Quecksilberverbindungen das besonders gefährliche Methylquecksilber, das sich in der Nahrungskette anreichert und vor allem Meerestiere belastet. Menschen, die regelmäßig belasteten Fisch essen, leiden an Beschwerden wie Kopf- und Gliederschmerzen, Herz-Kreislauf- und Autoimmunerkrankungen, Lähmungserscheinungen und können erblinden. Schwere chronische Vergiftungen enden tödlich.

Das Team um Ramón Martínez-Máñez von der Polytechnischen Universität Valencia und Knut Rurack von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung hat nun einen Schnelltest zum Nachweis des Giftes entwickelt, der ausnutzt, dass Quecksilberverbindungen ganz wild auf Schwefelatome sind. In die Kanälchen eines künstlichen porösen Minerals füllen sie Farbstoffmoleküle. An die Oberfläche knüpfen sie schwefelhaltige Gruppen, über die organische Moleküle angedockt werden, die so raumgreifend sind, dass sie die Poren wie ein Deckel verschließen und so den Farbstoff einschließen. Wird eine Methylquecksilber-haltige Probe zugegeben, stürzt sich dieses auf die schwefelhaltigen Gruppen und spaltet dabei die „Porendeckel“ ab. Die Poren sind wieder offen und der Farbstoff tritt aus.

Das Besondere an diesem Ansatz ist vor allem sein Verstärkungseffekt: Bereits wenige Methylquecksilberteilchen reichen aus, um eine große Anzahl an Farbstoffmolekülen freizusetzen, so dass ein einfacher optischer Nachweis auch geringer Konzentrationen des Giftes auch in komplexen biologischen Proben gelingt. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich das Testsystem in eine wasserabweisende Matrix einbetten lässt. Auf diese Weise weist der Test selektiv nur noch Methylquecksilber nach, während wasserlösliche anorganische Quecksilberverbindungen ausgeschlossen bleiben und keine Farbreaktion hervorrufen.

Die Forscher stellen sich eine Art Teststreifen vor, der einfach in eine aufbereitete Probe, etwa von Fisch, eingetaucht werden müsste, um festzustellen, ob dieser mit Methylquecksilber belastet ist.

Originalveröffentlichung: Ramón Martínez-Máñez et al.; "The Determination of Methylmercury in Real Samples using Organically Capped Mesoporous Inorganic Materials Capable of Signal Amplification"; Angewandte Chemie 2009

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