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Nachweis im Spurenbereich mittels SERS-Nanosponge- Technologie begeistert 4-5/17

Empfindlichkeitssteigernde spektroskopische Hilfsmittel helfen bei der Identifikation von Schadstoffen, die mit einem Rückgang der Honigbienenpopulation in Verbindung gebracht werden

Ocean Optics hat gezeigt, wie hochempfindliche Raman-Spektroskopie Messungen im Spurenbereich von Insektizidmolekülen nachweisen können, die geringer sind als ein Fünfzigstel des für Honigbienen als schädlich eingestuften Werts.
Der Rückgang der Honigbienenpopulation ist ein aktuelles Beispiel, bei der Ocean Optics bei der Quantifizierung der Problemsubstanzen mittels leistungsfähigerer, oberflächenverstärkter Raman-Spektroskopie hilft. Durch den Einsatz des neuartigen Gold-Silber-Substrats RAM-SERS-SP ist es Wissenschaftlern von Ocean Optics gelungen, die Quantifizierung des Insektizids Imidacloprid im Spurenbereich durchzuführen. Imidacloprid steht im Verdacht, für Bienenvölker schädlich zu sein. aSERS-Substrate verstärken sehr schwache Raman-Signale um viele Grössenordnungen, so dass Messungen SERS-aktiver Analyte sogar im Bereich von Parts per Billion (ppb) möglich sind. SERS-Substrate nur mit Silber funktionieren am besten mit einer Raman-Anregung bei 532 nm, wohingegen Goldsubstrate besser geeignet sind für Raman-Systeme, die eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 785 nm verwenden. Durch die Kombination aus Silber und Gold auf einem Substrat funktionieren die neuen SERS-Nanosponge-Substrate mit beiden Wellenlängen. Bei einer Raman-Anregung mit 638 nm erreichen die Nanosponge-Substrate eine noch höhere Sensitivität.

 

Die aktuell hohe Rate des Honigbienensterbens wurde von US-Aufsichtsbehörden und anderen Forschern untersucht. Laut laufender Studien der US-amerikanischen Environmental Protection Agency (EPA) wurde das Insektizid Imidacloprid als Bedrohung für kommerzielle Honigbienenvölker identifiziert. Die Behörde gibt Spuren in Konzentrationen über 25 ppb als wahrscheinlich schädlich für Honigbienen an.
Um die Effektivität von Substraten von Ocean Optics im Nachweis von Imidacloprid in diesen schädlichen Spurenkonzentrationen zu testen, haben Wissenschaftler von Ocean Optics ein Laborexperiment mit den eigenen Gold-Nanopartikel-Substraten und Gold-Silber-Nanosponge-SERS-Substraten aufgebaut. Sie führten eine Messreihe mit den Gold-Nanopartikel-Substraten bei einer Raman-Laseranregung mit 785 nm durch und eine Messreihe mit den Gold-Silber-Nanoschwamm-Substraten bei einer Raman-Laseranregung mit 638 nm.

Im Test lieferten die Gold-Silber-Nanosponge-SERS-Substrate die besten Ergebnisse und ermöglichten den Nachweis von Imidacloprid-Konzentrationen von bis zu 0,4 ppb (deutlich unterhalb des von der EPA als für Bienen schädlich angegebenen Konzentrationsbereichs von 25 ppb). Die hohe Empflindlichkeit der Substrate und das geringe Hintergrundrauschen machten die Erkennung von Raman-Strahlung in diesen sehr geringen Konzentrationsbereichen leichter. Raman ist eine nützliche Technik zur schnellen, zerstörungsfreien Analyse mit der verstärkten Empfindlichkeit durch SERS-Substrate, die einen Nachweis von Proben wie z.B. Insektiziden in Spurenbereichen ermöglicht. Die SERS-Substrate von Ocean Optics sind preisgünstig und anwenderfreundlich und somit hervorragend für die Nutzung im Labor sowie bei Feldversuchen geeignet. Den vollständigen Anwendungsbericht zur Erkennung eines für Honigbienen schädlichen Insektizids finden Sie unter http://oceanoptics.com/sers-pesticide-detection-honeybee/.

 

www.oceanoptics.com