«Glühwürmchen-Leuchtstoff» als Testmittel

Organophosphate und Pyrethroide sind weltweit häufig verwendete Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel. Dabei zählt Chlorpyrifos zu den am häufigsten verwendeten Organophosphat-Wirkstoffen. In der Schweiz und der Europäischen Union ist der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln inzwischen stark reglementiert und es gelten strenge Auflagen. Regelmässige Kontrollen und Analysen garantieren dem Endverbraucher, dass keine Rückstände der verwendeten Produkte im Lebensumfeld und in der Nahrung landen.

Bisher waren die Nachweismethoden für die eingesetzten Pflanzenschutzmittel allerdings sehr aufwendig und teuer, weshalb die Kontrollen vor allem in Entwicklungsländern oder abgelegenen Regionen gar nicht oder nur in geringem Umfang stattfanden. Die gängigen Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel werden normalerweise mittels Chromatographie und Massenspektrometrie nachgewiesen. Wesentlich einfacher und kostengünstiger ist nun die von den Forschern entwickelte Methode. Dabei kann auch auf die Aufbereitung der zu prüfenden Proben verzichtet werden, denn durch ein «Glühwürmchen-Leuchten» wird das enthaltene Pflanzenschutzmittel direkt an den Lebensmitteln und biologischen Proben visuell sichtbar gemacht.

Die Forscher machten sich die beim Glühwürmchen vorhandene Leuchtreaktion zunutze. Die Leuchtkraft der Insekten wird durch das Molekül Luciferin erzeugt. Mittels der Methode «Help» werden Luciferin-ähnliche Substanzen erzeugt, die Licht in unterschiedlichen Farben abstrahlen. Sie ermöglichen es, verschiedene chemische Verbindungen in organischen Materialien gleichzeitig zu erkennen. Das Forscherteam fand zwei neue dieser Substanzen. Eine davon erzeugt ein helleres und langwelligeres Licht als das biologische Original und kann Zellen und Gewebe besser durchdringen.

Diese neue Nachweismethode nennt sich «Lumos» (Luminescence Measurement of Organophosphate and Derivatives). Sie zeigt das Vorhandensein der Organophosphate anhand der jeweiligen Wellenlänge an. Lumos dringt schnell in Zellen und Gewebe ein und erleichtert die Echtzeit-Bildgebung. Die Forscher können mithilfe der Methode fünf verschiedene Pflanzenschutzmittel (beispielweise Parathion) direkt in Lebensmitteln und biologischen Proben identifizieren.

Text: Claudia Bertoldi, Foto: s. kunka, Pixelio.de