Chemische Analyse mit dem CD-Player

In einem Artikel in der der Fachzeitschrift «Analytical Chemistry» beschreiben die Forscher, auf welche Weise das Abspielgerät hierfür modifiziert werden muss.

«Die von uns entwickelte Methode ist empfindlich, vielseitig, tragbar, kostengünstig und einfach anzuwenden», so die Forscher um Angel Maquieira von der Polytechnischen Universität in Valencia.

Spezielle CD-Beschichtung

Zur Analyse fixierten die Wissenschaftler mithilfe einer biochemischen Reaktion die zu untersuchenden Stoffe auf der Oberfläche einer speziell vorbereiteten CD.

Anders als die digitalen Musikscheiben aus dem Laden reflektiert die Spezial-CD den Laser nicht vollständig. Stattdessen kommen schwach reflektierende CDs zum Einsatz, die den Grossteil des Laserlichtes durchlassen. Als Gegenstück zur Laserquelle installierten die Forscher Fotozellen.

Farbliche Reaktion

Die Analyse der Stoffe basiert auf einem sogenannten Immunoassay, einer Antigen-Antikörper-Reaktion, die auf der Oberfläche der CD stattfindet. Dazu werden die CDs mit einem Eiweiss beschichtet, das das nachzuweisende Pestizid bindet und dann mit einem passenden Antikörper reagiert. Die Reaktion wurde über eine Färbung sichtbar gemacht, berichten die Forscher. Diese ist umso intensiver, je mehr von dem Stoff vorhanden ist.

Anschliessend wird der so vorbereitete Datenträger mit dem Laserstrahl im CD-Player abgetastet, wobei die Fotozellen die Stärke der Strahlung registrieren, die durchgelassen wird. Je intensiver die Färbung infolge der Immunreaktion, desto weniger Strahlung wird von Lichtdetektoren registriert.

Günstige Alternative

Die zu bestimmenden Stoffe werden in kleinen Punkten auf die CD aufgetragen. Diese Punkte haben einen Durchmesser von 100 Mikrometern. Dadurch können bis zu 300'000 Einzeltests auf einer CD untergebracht und die Stoffe innerhalb weniger Minuten nachgewiesen werden, so die Forscher.

Bisher am Markt verfügbare Geräte zur Analyse von Stoffen mithilfe von Licht kosten zwischen 30'000 und 60'000 Euro, erklärt Maquieira. Die nun entwickelte Methode sei nicht nur deutlich günstiger, sondern auch praktischer, denn mit ihr kann eine grosse Anzahl von Proben mit vielen Bestandteilen untersucht werden. Die Technik soll künftig sowohl in der Umweltanalytik als auch in der Heimdiagnose von Krankheiten Anwendung finden.

(bert/pte)