Strichcodes für Zucker

Chemiedoktorand Jörg Axthelm erhält Poster-Preis

05.09.2016 - Deutschland

Sogenannte Barcodes (Strichcodes) sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Ob auf Lebensmitteln oder anderen Gebrauchsgegenständen, allein beim Einkaufen sparen sie viel Zeit. Denn durch den Scan, also das Einlesen an der Kasse, bleibt das müßige und zeitaufwendige Eingeben des Artikels erspart. Diesen Vorteil - schnelleres Lesen von Informationen für ein ganz bestimmtes Produkt - haben nun auch Chemiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) auf ihre Forschung übertragen. Die Arbeitsgruppe von Junior-Professor Dr. Alexander Schiller am Institut für Anorganische und Analytische Chemie hat bereits "Fingerabdrücke" der vielen verschiedenen Arten von Zuckern generiert. Mithilfe von 2D-Barcodes sind diese nun noch einfacher zu identifizieren. Jörg Axthelm, Doktorand in Schillers Arbeitsgruppe, ist an diesem neuen Konzept maßgeblich beteiligt. Für sein Poster "Fluorinated Boronic Acid-Appended Pyridinium Salts for Diol Recognition and Discrimination in Water" ist der Nachwuchschemiker auf der Molekularen-Sensoren-Konferenz "MSMLG" (International Conference on Molecular Sensors and Molecular Logic Gates) in Bath (Großbritannien) ausgezeichnet worden.

Bereits während seines Diplom-Studiums arbeitete Axthelm im Team von Prof. Schiller, das neuartige wasserlösliche Sensoren zur genauen Erkennung von Zuckern entwickelt. Als Sensormoleküle verwenden die Chemiker der FSU Fluor-dekorierte Boronsäure-Rezeptoren, mit denen sich Zuckermoleküle binden und detektieren lassen. Dabei kann eine Vielzahl an unterschiedlichen Zuckermolekülen und verwandter chemischer Verbindungen mittels der Rezeptoren unter Zuhilfenahme der Kernspinresonanzspektroskopie (19F-NMR-Methode) erfasst werden.

Zucker in komplexer Matrix nachweisen

Dabei wird die hohe Sensitivität und Selektivität der 100 Prozent isotopenreinen Fluorsonde, die nur geringstem Hintergrundrauschen unterliegt, genutzt, um einen spektroskopischen "Fingerabdruck" des jeweiligen Zuckers zu generieren. "Mit dieser Methode, die komplett in Wasser abläuft, lässt sich der Zucker nicht nur qualitativ bestimmen, wir können auch quantitative Aussagen darüber machen, wieviel Zucker in der untersuchten Probe vorhanden ist", so Jörg Axthelm und ergänzt, "für die einfache visuelle Diskriminierung der Analyten haben wir uns zweidimensionale Barcodes zu Nutze gemacht, welche aus den spektroskopischen Daten generiert werden." Mit ihrem Verfahren können die Jenaer Wissenschaftler Zucker auch in einer komplexen Matrix nachweisen. Das macht es in der Anwendung beispielsweise für den Nachweis von Diabetes oder speziellem Analyten-Monitoring z.B. bei enzymkatalysierten Reaktionen interessant.

Nachdem Jörg Axthelm 2006 sein Chemie-Studium an der Universität Jena begann, wird er im nächsten Jahr promovieren. Der gebürtige Rudolstädter wurde bei seiner bisherigen Forschungsarbeit nicht nur von Prof. Schiller unterstützt, sondern auch vom Postdoktoranden Dr. Gandra Upendar Reddy, der ebenfalls am Institut für Anorganische und Analytische Chemie forscht.

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