Imidacloprid im Spurenbereich nachweisen

SERS-Substrate verstärken sehr schwache Raman-Signale um viele Größenordnungen, so dass Messungen SERS-aktiver Analyte sogar im Bereich von Parts per Billion (ppb) möglich sind. SERS-Substrate nur mit Silber funktionieren am besten mit einer Raman-Anregung bei 532 nm, wohingegen Goldsubstrate besser geeignet sind für Raman-Systeme, die eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 785 nm verwenden. Durch die Kombination aus Silber und Gold auf einem Substrat funktionieren die neuen SERS-Nanosponge-Substrate mit beiden Wellenlängen. Bei einer Raman-Anregung mit 638 nm erreichen die Nanosponge-Substrate eine noch höhere Sensitivität.

Um die Effektivität von Substraten von Ocean Optics im Nachweis von Imidacloprid in diesen schädlichen Spurenkonzentrationen zu testen, haben Wissenschaftler von Ocean Optics ein Laborexperiment mit den eigenen Gold-Nanopartikel-Substraten und Gold-Silber-Nanosponge-SERS-Substraten aufgebaut. Sie führten eine Messreihe mit den Gold-Nanopartikel-Substraten bei einer Raman-Laseranregung mit 785 nm durch und eine Messreihe mit den Gold-Silber-Nanoschwamm-Substraten bei einer Raman-Laseranregung mit 638 nm.

Im Test lieferten die Gold-Silber-Nanosponge-SERS-Substrate die besten Ergebnisse und ermöglichten den Nachweis von Imidacloprid-Konzentrationen von bis zu 0,4 ppb (deutlich unterhalb des von der EPA als für Bienen schädlich angegebenen Konzentrationsbereichs von 25 ppb). Die hohe Empfindlichkeit der Substrate und das geringe Hintergrundrauschen machten die Erkennung von Raman-Strahlung in diesen sehr geringen Konzentrationsbereichen leichter.