Entwicklung eines porphyrinbasierten Tests zum Nachweis von Explosivstoffen

Der Missbrauch von einfach herzustellenden Home-Made-Explosives sowie militärischen Sprengstoffen für terroristische Zwecke stellt eine erhebliche Gefahr für die öffentliche Sicherheit dar. Somit ist es von Bedeutung, einfache, kostengünstige, schnelle und hochsensitive Nachweismethoden zu entwickeln. Sie sollen vor Ort einsetzbar und ohne Elektrizität nutzbar sein. In der vorliegenden Arbeit wurde eine teststreifenbasierte Nachweismethode entwickelt, die ein elektronenreiches Ni(II)-Porphyrin verwendet. Das Porphyrin reagiert unter sauren Bedingungen (TFA, Perfluorpentansäure) in Anwesenheit von peroxidbasierten Sprengstoffen (TATP, HMTD) zu einem grünen π-Radikalkation. In Anwesenheit von anorganischen Nitraten oder Chloraten entsteht das braungefärbte Dikation. Diese Ergebnisse wurden durch eine Vielzahl von analytischen Methoden bestätigt, wodurch auch ein detaillierter Reaktionsmechanismus vorgeschlagen werden konnte. Darüber hinaus wurde der Nachweis auch auf die chemisch sowie physikalisch stabileren militärischen Sprengstoffe erweitert. In diesem Fall wird der Sprengstoff zunächst durch eine Superbase (Phosphazen-Base) gespalten, bevor die Spaltungsprodukte mit dem säurebenetzten Teststreifen nachgewiesen werden. Auch hier kommt es zur Ausbildung des braunen Dikations. Eine Besonderheit stellen nitroaromatische Sprengstoffe (TNT, DNT, Tetryl, HNS) dar, da sie durch die Zugabe der Base in molekülspezifisch gefärbte Benzylanionen überführt werden und keinen Teststreifen benötigen. Durch einen in dieser Arbeit entwickelten Ablaufplan ist es möglich, unbekannte Sprengstoffe in verschiedene Sprengstoffklassen einzuordnen. Der entwickelte Teststreifen bietet somit eine hochsensible All-in-One-Lösung zum Nachweis nahezu aller Sprengstoffklassen (Ausnahme: Perchlorate) und kann vor Ort schnell, sicher und zuverlässig eingesetzt werden.

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Brockmann, M., 2024. Entwicklung eines porphyrinbasierten Tests zum Nachweis von Explosivstoffen.
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