Wissenschaftler*innen der Universit?t Paderborn haben als Teil eines internationalen Teams eine neue Methode entwickelt, um giftige Arsen-Varianten im Boden und in Gew?ssern schnell und pr?zise nachzuweisen. Die Studie, die im Fachmagazin ?Nanoscale“ der ?Royal Society of Chemistry“ ver?ffentlicht wurde, zeigt, wie einfache Technologien teure Laborverfahren ersetzen und eine schnelle Vor-Ort-Analyse erm?glichen k?nnen.
Arsen ist nicht gleich Arsen
Arsen ist ein gef?hrliches Schwermetall, das in B?den und Gew?ssern vorkommen kann. Neben der Menge h?ngt die Giftigkeit stark davon ab, in welcher chemischen Form das Arsen vorliegt. Forscher*innen müssen daher genau unterscheiden, ob es sich um Arsen(III) oder Arsen(V) handelt. ?Diese beiden Formen verhalten sich in der Umwelt v?llig unterschiedlich und haben auch unterschiedliche Auswirkungen auf die Gesundheit. Bisher waren Messungen auf diesem hohen Niveau aber sehr teuer und kompliziert“, erkl?rt Prof. Dr. Thomas Zentgraf vom Department Physik der Universit?t Paderborn.
Aktuell kommt in der Regel das sogenannte SERS-Verfahren (SERS = ?Surface-Enhanced Raman Scattering“) zum Einsatz, um Spuren von Arsen nachzuweisen. Dabei handelt es sich um eine hochsensitive analytische Technik, die konventionelle Raman-Spektroskopie mit nanostrukturierten Metalloberfl?chen kombiniert. Das verst?rkt das Raman-Signal der Moleküle um das Millionenfache, sodass selbst kleinste Spuren chemischer oder biologischer Substanzen eindeutig identifiziert werden k?nnen. Der Methode gehen allerdings komplexe Herstellungsverfahren voraus, die oft spezielle Maschinen und teure Materialien erfordern. Zudem müssen Sensoren oft mit Chemikalien behandelt werden, um zuverl?ssig zu arbeiten. ?Auch die Auswertung der Daten erfordert h?ufig leistungsstarke Computer und teure Messger?te, die nicht einfach vor Ort eingesetzt werden k?nnen“, erg?nzt Prof. Zentgraf.
Schnell, günstig und vor Ort einsetzbar
Die Forscher*innen haben eine neue L?sung entwickelt. 威尼斯人官网 nutzen eine spezielle Struktur, die ?Loch-Sph?re-Nanogap-Plattform". Dafür verwenden sie Gold-Nanopartikel, die sich selbstst?ndig auf einer Goldoberfl?che anordnen. Anschlie?end behandeln sie die Oberfl?che mit W?rme und ?tzen sie leicht an. Dieser Schritt ersetzt die komplizierte Lithografie, also die Strukturierung mittels Belichtung. Das Ergebnis ist eine Plattform, die extrem zuverl?ssig funktioniert. Die Forscher*innen haben gezeigt, dass die Messergebnisse kaum schwanken. Die Methode verst?rkt das Lichtsignal um den Faktor 100 Millionen. Das bedeutet, dass selbst kleinste Mengen Arsen deutlich sichtbar werden. Da die Struktur vollst?ndig aus Metall besteht, st?ren keine anderen Signale aus dem Material die Messung. Das macht die Ergebnisse sehr verl?sslich.
Der gr??te Vorteil der neuen Methode ist ihre Einfachheit. 威尼斯人官网 ben?tigt keine teuren Maschinen und keine speziellen Chemikalien. Die Plattform funktioniert auch dann zuverl?ssig, wenn die Messger?te nicht die h?chste Pr?zision haben. Die Forscher*innen haben zum Beispiel gezeigt, dass sie die Arsen-Varianten sogar mit einfachen Filtern oder Smartphones erkennen k?nnen. Das macht die Methode ideal für den Einsatz im Feld, z. B. auf Baustellen oder in der Landwirtschaft.
Zum Paper: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2026/nr/d5nr03414k
