Nachweis von Cadmium in Sinapis Alba mit FireFly
Do you want to know to what extent toxic substances are taken up by plants?
Quantenpunkte (QDs) sind kugelförmige Halbleiter-Nanokristalle mit einer sehr stabilen und größenabhängigen Fluoreszenz. Sie werden heute in der Biobildgebung sowie in der optischen und elektronischen Industrie eingesetzt. Die am häufigsten verwendeten QDs enthalten in ihrem Kern giftiges Cadmium (Cd), welches in Abhängigkeit von der Hülle, die den Kern abschirmt, in die Umwelt freigesetzt werden kann. Daher ist es notwendig, die Auswirkungen von Cd-haltigen QDs auf verschiedene Umweltorganismen zu bewerten.
In diesem Anwendungsbeispiel wurde die Wirkung von Cd-haltigen QDs auf den Modellorganismus Weißer Senf untersucht. LIBS wurde verwendet, da es eine geeignete Methode ist, um die räumliche Verteilung von Cd in Modellpflanzen zu bestimmen. S. Alba-Pflanzen wurden drei verschiedenen Cd-haltigen Verbindungen (CdCl2, CdTeQDs und CdTe/SiO2 QDs) in nominalen Konzentrationen von 20 und 200 μM für 72 Stunden ausgesetzt.
Visualisierung der Intensität von Cd-QDs in Sinapis Alba
Das Experiment wurde in speziell angepassten 2-mL-Eppendorf-Röhrchen durchgeführt. Nach der Exposition wurden die Pflanzen gründlich in MilliQ-Wasser gewaschen, getrocknet, in Form gebracht und auf einem Glasobjektträger in Epoxid eingebettet. Das LIBS-Experiment zeigte signifikante Unterschiede im Verhalten von Cd in den Pflanzen je nach Quelle.
Auch die verschiedenen Konzentrationen zeigten große Unterschiede. In Pflanzen, die geringen Konzentrationen von Cd-haltigen wässrigen Lösungen/Dispersionen ausgesetzt waren, wurde Cd hauptsächlich in den unteren zwei Dritteln der Wurzel gefunden. Bei Pflanzen, die in wässrigen Lösungen/Dispersionen mit höheren Cd-Konzentrationen kultiviert wurden, konnte Cd in der gesamten Wurzel und im unteren Teil des Stängels nachgewiesen werden.
Bei allen Cd-Quellen nahm das Signal mit steigender Konzentration zu.
