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Alt 20.07.2009, 12:31   #1
Zeitungsjunge
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RSS-Feed Melamin in Milch, Detektion mit Nanopartikeln

Ihr erinnert euch möglicherweise an den Melamin-Skandal, der vor einer Weile durch die Presse ging. Chinesische Milchprodukte waren mit Wasser verpanscht worden, und um den geringeren Proteinanteil zu maskieren, setzten die Hersteller ein Gemisch aus Melamin und verwandten Substanzen zu, das sich als toxisch erwies.

Der Betrug funktionierte, weil der Proteingehalt mit dem Kjeldahl-Verfahren bestimmt wird, das nur den Stickstoffgehalt anzeigt, aber nicht, in welcher Form das Element vorliegt. Alternative Verfahren, mit denen man die Manipulation entdecken kann, waren bisher zu aufwendig und teuer, um mit ihnen routinemäßig Milchprodukte zu überwachen. Chinesische Wissenschaftler haben jetzt allerdings ein Nanoteilchen-System vorgestellt, dass bei Kontakt mit Melamin eine deutlich sichtbare Farbreaktion zeigt.



Der Sensor basiert auf Gold-Nanopartikeln, die an der Oberfläche mit einem Cyanursäure-Derivat besetzt sind. Wie wir ja schon beim eigentlichen Melamin-Skandal gesehen haben, bildet Melamin mit Cyanursäure Aggregate und fällt aus. Der Effekt basiert auf einer sehr spezifischen Form molekularer Erkennung über Wasserstoffbrücken, die dem Mechanismus der Basenpaarung bei DNA ähnelt, und ist deswegen sehr selektiv.

Grundlage des Effektes ist der Umstand, dass die Farbe von Nanopartikeln extrem stark von der Größe der Teilchen abhängt. Im Originalzustand zeigen die Gold-Nanopartikel das typische Weinrot von kolloidalen Goldpartikeln. Die Farbe entsteht durch die Anregung von Oberflächenplasmonen, deren Frequenz stark von der Größe der Teilchen abhängt. In Gegenwart von geringen Mengen Melamin verklumpen die Goldpartikel und verändern ihre Farbe von Rot zu blau.

Die Melamin-Detektion mit Hilfe der Sonden scheint ganz gut zu funktionieren. Nach Angaben der Autoren entspricht die Detektionsgrenze etwa der konventioneller Analytik, und liegt eine Größenordnung unter dem gesetzlichen Grenzwert, und der Trick funktioniert bei Milch genauso wie bei Babynahrung, obwohl letztere reichlich potentielle Störsignale enthält.

Zwei Haken sehe ich bei der Sache trotzdem. Zum einen ist auch bei diesem Verfahren die Probenvorbereitung recht aufwendig. Davon, dass man die Sonden direkt zum Produkt gibt, kann keine Rede sein. Die Milch wurde mit Trichloressigsäure und Acetonitril versetzt, mit Ultraschall behandelt, gevortext, zentrifugiert, filtriert, in Trichloressigsäure aufgenommen, mit einer festen Phase extrahiert, am Vakuum getrocknet, mit Ammoniumhydroxid eluiert, eingedampft, in Wasser aufgenommen und noch mal filtriert, bevor die Sonden dazu kamen. Ein Schnelltest sieht anders aus.

Der zweite Haken ist die hohe Selektivität des Verfahrens. Man muss ja aber gar nicht mit Melamin verpanschen, um einen hohen Stickstoffgehalt zu simulieren. Es reicht irgendeine billige Chemikalie, die den Kjeldahl-Test anschlagen lässt. Zum Beispiel Harnstoff. Insofern ist die Methode sehr elegant, wird in der Praxis aber binnen Wochen nutzlos sein. Was man wirklich braucht braucht ist ein ähnlich selektives Verfahren, das spezifisch den Proteingehalt anzeigt.

-

Ai, K., Liu, Y., & Lu, L. (2009). Hydrogen-Bonding Recognition-Induced Color Change of Gold Nanoparticles for Visual Detection of Melamine in Raw Milk and Infant Formula Journal of the American Chemical Society, 131 (27), 9496-9497 DOI: 10.1021/ja9037017

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