Verbesserte chemische Analyse durch fluoreszenzoptische Indikatoren

Fluoreszenzoptische Indikatoren und Sensormaterialien bieten die einzigartige Möglichkeit, chemische Analysen nicht nur punktuell an einem Ort, sondern flächenverteilt durchzuführen. Bei Verwendung von Fluoreszenzindikatoren fügt man dem zu untersuchenden Material einen entsprechenden Indikator zu, der dann mit Hilfe eines Kamerasystems detektiert wird. Ein typisches Beispiel besteht etwa in der Zugabe eines fluoreszierenden Sauerstoff-Indikators mit dessen Hilfe die Verteilung des Sauerstoffpartialdrucks kontinuierlich verfolgt werden kann. Dies bedeutet gegenüber bisherigen Verfahren der Sauerstoffanalytik einen erheblichen Fortschritt. Eine Verbesserung der Empfindlichkeit kann erreicht werden, wenn die Indikatormoleküle in Polymerpartikel (Nano- oder Mikrometergröße) eingeschlossen werden. Die unspezifische Fluoreszenzlöschung durch Sauerstoff (etwa im Falle einer Temperatur- oder pH-Sonde) oder durch Metallionen in der Probe kann dadurch unterbunden werden.

Alternativ kann man Sensorschichten einsetzen, bei denen der Indikator in einem analytpermeablem Polymer eingebettet vorliegt. Diese dünnen Sensorfolien müssen dann in direkten Kontakt mit der zu untersuchenden Probe gebracht werden. Das bildgebende System erfasst nun nicht mehr die Fluoreszenz eines in der Probe gelösten Indikators, sondern die der Sensorschicht, die mit den Analyten in der Probe im Gleichgewicht stehen muss. Mit Hilfe derartiger Sensorfilme ist es möglich geworden, eine Reihe von chemischen Größen, z.B. Sauerstoffpartialdruck (pO₂), pH-Wert, pCO₂ und H₂O₂, aber auch die Temperatur in komplexen Systemen, z.B. auf der Haut oder Gewebeproben, sichtbar zu machen.

Quelle: Aktuelle Wochenschau