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Die neue Analysemethode ist eine Weiterentwicklung des Verfahrens, bei
dem es den gleichen Forschern erst kürzlich gelang, verschiedene
Stoffe in der Atemluft auf einfache Weise nachzuweisen. Nun können sie
auch Substanzen auf beliebigen Oberflächen mit hoher Präzision
aufspüren. Beide Verfahren basieren auf einem sogenannten
Quadrupol-Time-of-Flight-Massenspektrometer (QTOF-Massenspektrometer).
"Solche Messgeräte werden heute in vielen Bereichen routinemässig
eingesetzt", erklärt Zenobi. Üblicherweise werden Proben für die
QTOF-Massenspektrometrie als Lösung zugeführt. Diese wird mit Hilfe
eines zugeführten Gases vernebelt, und aus den winzigen Tröpfchen
entstehen charakteristische Ionen, die das QTOF-Gerät misst.
Die Zürcher Forscher haben das Prinzip nun quasi auf den Kopf
gestellt: Untersucht werden nicht mehr die Substanzen in der Lösung,
sondern die Stoffe, welche sich im Gas befinden. Bei der nun
entwickelten Methode wird aus einer kleinen Düse Stickstoff auf eine
beliebige Probenoberfläche geblasen. Wenn das Gas auf die Oberfläche
trifft, nimmt es dort halbflüchtige Stoffe auf. Der so "angereicherte"
Gasstrom wird anschliessend in das Massenspektrometer geführt, wo die
aufgenommenen Stoffe mit hoher Präzision analysiert werden können.
"Rein technisch gesehen ist das neu entwickelte Verfahren nichts
Aufregendes", hält Zenobi fest. Dies demonstrierte Zenobis
Postdoktorand Huanwen Chen, als er die von ihm entwickelte Methode bei
einer Firma vorstellte. Innerhalb einer Stunde hatte Chen das dortige
Massenspektrometer so umgerüstet, dass damit die Oberfläche von
beliebigen Objekten analysiert werden kann.
Bemerkenswert sind die vielfältigen Möglichkeiten des Verfahrens. "Aussergewöhnlich
an unserem Ansatz ist, dass auch Oberflächen von Lebewesen untersucht
werden können. Die Messung einer einzelnen Probe dauert nur wenige
Sekunden; man kann also routinemässig grosse Zahlen von Stichproben
analysieren", so Zenobi. Im Falle der Fleischproben konnten die
Wissenschaftler sogar zeigen, dass das Probematerial nicht einmal
aufgetaut werden muss.
In eine ganz andere Richtung gehen Untersuchungen, die erforschen,
welche Substanzen sich auf der Haut finden lassen. So konnten Spuren
von Nikotin, Kaffee und auch von Sprengstoff auf der Haut von
Probanden nachgewiesen werden. "Die Stärke des Verfahrens ist, dass es
schnell und nicht-invasiv ist und dass es keine spezielle
Probenpräparation benötigt", hält Zenobi fest. Angesichts der
zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten erstaunt es nicht, dass sich nicht
nur Lebensmitteltechniker und Sicherheitsexperten, sondern auch
Mediziner und Dopingfahnder für das neue Verfahren interessieren.
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