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Mittwoch, 13.12.2017
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„Probenstaubsauger“ für das lebende Objekt

Neue Methode erlaubt direkte massenspektrometrische Analyse der Hautoberfläche

In Science-Fiction-Filmen ist es bereits gang und gäbe: Ein kleines Gerät wird dem kranken Crew-Mitglied kurz auf die Haut gehalten - und Sekunden später zeigt ein Bildschirm an, was ihm fehlt. Diese Zukunftsvorstellung könnte bald Wirklichkeit werden. Einen ersten Schritt in diese Richtung beschreiben Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie: Sie entwickelten eine Art „Probenstaubsauger“ im Miniaturformat, der Hautproben direkt in ein Massenspektrometer überführt.
Schutzhülle Haut

Schutzhülle Haut

Die Massenspektrometrie hat sich in den letzten Jahren zu einem wichtigen Analyseverfahren für biologische Proben entwickelt. Vor der eigentlichen Analyse muss die Matrix der Probe entfernt werden, damit sich die gesuchten Analyten korrekt nachweisen lassen. Diese aufwändige Probenvorbereitung erschwert Routineuntersuchungen mit hohem Probendurchsatz. Das neue Verfahren der Gruppe um Renato Zenobi kommt ohne derartige Umwege aus.

Statt die Proben, wie sonst üblich als Lösung zuzuführen und mit Hilfe eines Gases zu vernebeln, werden die Analyten im neuen Verfahren - ähnlich wie mit einem Staubsauger - direkt von der Oberfläche "gesaugt": Aus einer kleinen Düse wird Stickstoff auf die Probenoberfläche, beispielsweise die Haut eines Probanden, geblasen. Wenn das Gas auf die Oberfläche trifft, nimmt es dort halbflüchtige Stoffe auf. Der Gasstrom wird direkt in die Elektrospray-Quelle des Massenspektrometers geleitet. Hier kreuzt er einen Strom geladener Wasser-Tröpfchen, die die interessierenden Moleküle aufnehmen und aufladen. Die Analyse erfolgt dann sekundenschnell.

So lassen sich chemische "Fingerabdrücke" von der Haut eines Menschen nehmen. Man erkennt beispielsweise, ob jemand Raucher ist und ob ein Proband Kaffee getrunken hat. Auch Spuren von Sprengstoffen und Modellsubstanzen für chemische Kampfstoffe ließen sich nachweisen. „Technisch ist die neue Methode nicht aufwändig," erklärt Zenobi, „übliche Elektrospray- Masssenspektrometer können rasch und problemlos umgerüstet werden."


Auch Reihenuntersuchungen von Lebensmitteln lassen sich mit der neuen Methode schnell, kostengünstig und zuverlässig durchführen. Tiefgefrorene Proben, etwa Fleisch oder Fisch, müssen dafür nicht einmal aufgetaut werden. Verdorbene Lebensmittel erkennt man an einer charakteristischen Änderung ihres molekularen Fingerabdrucks.
(Gesellschaft Deutscher Chemiker, 24.09.2007 - NPO)
 
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