Amerikanische Forscher haben ein einfaches Verfahren entwickelt, um das giftige Schwermetall Quecksilber in Flüssen und Gewässern nachzuweisen: Sie mischen das zu untersuchende Wasser mit speziell präparierten, nur wenige Millionstel Millimeter großen Goldteilchen. Bei Anwesenheit von Quecksilber schlägt die Farbe der Lösung wie bei einem Lackmustest von Blau zu Rot um, haben Chemiker um herausgefunden. Bislang kann Quecksilber nur mit aufwändigen Laborgeräten nachgewiesen werden. Die neue Technik sei sehr gut für mobile Analysen von Gewässerproben geeignet, so die Wissenschaftler.
Die Forscher synthetisierten Goldpartikel mit Abmessungen von nur 15 Millionstel Millimetern (Nanometer). Diese Nanoteilchen, die in einer Lösung rot schimmern, verbanden sie mit Molekülen der Erbsubstanz DNA, ähnlich wie die Gewichte an einer Hantel durch die Stange verbunden sind. Dadurch erhielt die Lösung eine blaue Farbe, die jedoch beim Erhitzen auf 46 Grad wieder in Rot umschlug, da bei dieser Temperatur die DNA-Stücke brechen. War jedoch Quecksilber in der Lösung enthalten, dockte das Schwermetall an speziell dafür maßgeschneiderte Stellen an den DNA-Ketten an und veränderte die Temperaturempfindlichkeit der Verbindungen. Die Folge: Da die Ketten erst bei höherer Temperatur brechen, findet auch der Farbumschlag erst bei höherer Temperatur statt. Je mehr Quecksilber in die Lösung gelangte, desto höher lag die Temperatur für die Farbveränderung.
Die Umschlagstemperatur von Blau nach Rot ist ein direktes Maß für die Quecksilbermenge in einer Wasserprobe, erklären die Forscher. Derzeit liegt die Nachweisgrenze mit dieser Methode bei rund 20 Mikrogramm pro Liter Wasser. Die Forscher wollen das Verfahren aber noch empfindlicher machen. Auch andere Schwermetalle wie Cadmium und Blei sollen bald erfasst werden können. Mit mobilen Geräten könnte dann beispielsweise direkt am Ort der Probennahmen die Gewässergüte getestet werden. Quecksilber ist ein Nervengift und gefährdet vor allem kleine Kinder und schwangere Frauen.
Jae-Seung Lee (Northwestern University, Evanston) et al.: Angewandte Chemie, Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1002/ange.200700269 ddp/wissenschaft.de ? Martin Schäfer
