(PhysOrg.com) -- Omnämnandet av arsenikförgiftning leder vanligtvis tankarna till falska mord. Dock, risken för arsenikförgiftning från förorenat dricksvatten är mycket större. Låga halter av arsenik finns i nästan alla jordar och därmed även i grundvatten. Omkring 140 miljoner människor världen över dricker möjligen vatten som innehåller arsenikkoncentrationer över WHO:s rekommenderade gräns på 10 ppb (parts per billion).
Forskare vid Jackson State University (MS, USA) har nu utvecklat ett nytt tillvägagångssätt för en snabb, lätt, och högkänsligt arseniktest. Som Paresh Chandra Rays team rapporterar i journalen Angewandte Chemie , deras metod är baserad på aggregation av guldnanopartiklar, och den upptäcker selektivt arsenik i dricksvatten ner till koncentrationer på 3 ppt (delar per biljon).
Länder som Indien, Bangladesh, och Thailand påverkas främst av grundvatten med höga arsenikkoncentrationer. Dock, höga koncentrationer av arsenik har också hittats i vissa områden i Nord- och Sydamerika. När de upptäckts, problemet kan ganska enkelt lösas. Nuvarande analytiska tekniker är tidskrävande och kräver en rad anrikningssteg.
Den nya processen skulle nu kunna påskynda och förenkla arsenikanalys. Forskarna som arbetar med Ray har fäst speciella organiska molekyler på ytan av guldnanopartiklar. Dessa molekyler fungerar som "ligander" för arsenik, vilket betyder att de bildar ett komplex med det. Varje arsenikjon kan binda till tre ligander, vilket gör att den kan länka samman upp till tre guldpartiklar. Ju högre arsenikkoncentrationen i provet, desto starkare klumpar guldpartiklarna ihop och antalet större aggregat ökar. Färgen på guldnanopartiklar i en vätska beror på deras storlek. Medan de arsenikfria guldnanopartiklarna ser röda ut, arsenikinducerad aggregering gör att färgen ändras till blått. Koncentrationer ner till 1 ppb kan detekteras med blotta ögat med hjälp av färgbytet. Arsenik binder till liganderna mycket starkare än andra metaller; forskarna kunde öka denna selektivitet genom att fästa tre olika ligander till guldet.
En mycket exakt metod för att upptäcka minimala förändringar i partikelstorlek är dynamisk ljusspridning (DLS), där laserljus som sprids av partiklarna analyseras. Genom att använda DLS, Ray och hans medarbetare kunde detektera och kvantifiera arsenikkoncentrationer så låga som 3 ppt. I prover av brunnsvatten från Bangladesh, laget hittade 28 ppb arsenik; i vatten från kranar i Jackson (Mississippi, USA) hittade de 380 ppt.
Mer information: Paresh Chandra Ray, Användning av guldnanopartiklar i en enkel kolorimetrisk och ultrakänslig dynamisk ljusspridningsanalys:Selektiv detektering av arsenik i grundvatten, Angewandte Chemie International Edition 2009, 48, nr 51, 9668-9671, doi:10.1002/anie.200903958
Tillhandahålls av Wiley (nyheter:webb)
