Mit Bienengift Sprengstoffen auf der Spur

Beschichtete Kohlenstoffnanoröhrchen können kleinste Sprengstoffspuren detektieren.

Herkömmliche Sprengstoffdetektoren, wie sie beispielsweise auf Flughäfen zum Einsatz kommen, basieren auf der Ionenbeweglichkeitsspektrometrie. Dieses Verfahren ist kostengünstig und sehr verlässlich, allerdings durch eine limitierte Empfinglichkeit eingeschränkt. Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, MA, USA haben nun einen anderen Ansatz gewählt und einen Detekor entwickelt, der einzelne Moleküle eines Sprengstoffs bei Raumtemperatur und unter Normaldruck aufspüren kann. Als kommerzielles Gerät wäre er damit wesentlich sensibler als die derzeit eingesetzten Sprengstoffdetektoren.

Abb.: Der von den Forschern entwickelte Sensor verwendet Kohlenstoffnanoröhrchen (gelb), die mit Proteinstücken beschichtet sind. Mit ihnen lassen sich sogar einzelne Moleküle eines Sprengstoffs, wie beispielsweise das im Bild zu sehende TNT, nachweisen. (Bild: MIT)

Der Detektor besteht aus Kohlenstoffnanoröhrchen, die mit Proteinstücken, wie sie in Bienengift vorkommen, beschichtet sind. Diese Proteine reagieren mit dem Sprengstoff, insbesondere mit der Klasse der aromatischen Nitroverbindungen, zu der auch TNT gehört. Zum Nachweis, dass sich ein Sprengstoffmolekül angelagert hat, machen sich die Forscher die natürliche Fluoreszenz der Nanoröhrchen zu Nutze. Bindet sich ein Sprengstoffmolekül an die Bienengiftschicht, verschiebt es die Wellenlänge des Fluoreszenzlichts. Ein speziell zu diesem Zweck konstruiertes Mikroskop liest das Signal dann aus.

Jede Nanoröhrchen-Peptid-Kombination reagiert anders mit verschiedenen aromatischen Nitroverbindungen. So können die Forscher durch Variationen der Bienengiftproteine die speziellen Fingerabdrücke unterschiedlicher Sprengstoffe identifizieren. Auch die Zerfallsprodukte der Sprengstoffe lassen sich so nachweisen. Für den Einsatz in der Praxis wollen die Forscher den Sensor im nächsten Schritt mit einem Konzentrator kombinieren, der die Moleküle aus der Luft in Kontakt mit den Nanoröhrchen bringt. Bis solcherart Detektoreren in U-Bahnen oder auf Flughäfen anzutreffen sein werden, wird es allerdings noch etwas dauern.

MIT / MH