In planten op zoek naar de sporen van gifgas

Chemische wapens zijn verboden door het Chemisch Wapenverdrag uit 1997, maar dat betekent niet dat ze nooit ingezet worden. Het Assad-regime in Syrië bestookte zijn eigen burgers in 2018 met chloorgas, Rusland vergiftigde politieke tegenstanders Aleksei Navalny en Sergei Skripal met het zenuwgif novitsjok en de terreurorganisatie Islamitische Staat maakte zijn eigen mosterdgas, berucht van de Eerste Wereldoorlog.

„De hoop was dat chemische wapens met het verdrag verleden tijd zouden zijn, maar sinds Syrië worden ze weer vaker gebruikt”, zegt Mirjam de Bruin-Hoegée, analytisch chemisch onderzoeker bij de Universiteit van Amsterdam en TNO. Dat is één van een handjevol laboratoria dat chemisch onderzoek doet in opdracht van de OPCW, de organisatie in Den Haag die toezicht houdt op het chemische wapenverdrag.

De Bruin: „Vaak blijkt het moeilijk om aan te tonen wie er achter een aanval zit, dus kwam de vraag op: zouden we niet alleen het gebruik van chemische wapens kunnen aantonen, maar ook waar die wapens vandaan komen?” Op 12 juni promoveerde ze cum laude aan de Universiteit van Amsterdam op nieuwe forensische analysemethoden van chemische wapens, verschillende types plastic en de synthetische opioïde fentanyl.

Angst

Als iemand blootgesteld wordt aan chemische wapens, laten die altijd sporen na, bijvoorbeeld in het bloed, zegt De Bruin. „De gifmoleculen reageren met eiwitten, en dat levert een adduct op: een combinatie van het eiwit met het gifmolecuul.”

Zulke adducten kun je aantonen met analysemethodes als chromatografie en massaspectrometrie. Bij chromatografie worden stoffen onder druk door een dunne buis met vloeistof geleid: verschillende moleculen komen door met verschillende snelheden. Met massaspectroscopie wordt vervolgens bepaald om welke moleculen het gaat.

Maar chemische wapens zijn vaak instabiel, en de stoffen vervliegen snel. Onderzoekers kunnen vaak niet meteen naar de locatie, overlevenden zijn gevlucht, of ze willen niet meewerken uit angst. „Maar de gifstoffen reageren ook met eiwitten in planten”, zegt De Bruin, en planten blijven wel ter plaatse. „Dus het idee was om te onderzoeken of we ook in planteneiwitten adducten konden vinden.”

Daartoe voerde zij met collega’s in een zuurkast mini-gifaanvallen uit op basilicum-, laurier- en brandnetelplantjes met chloor, mosterdgas en de zenuwgiffen sarin en novitsjok. „Bij zo’n proef zijn er veel veiligheidsmaatregelen: je werkt met lage hoeveelheden, afgesloten in een zuurkast, je bent altijd met zijn tweeën, je hebt gasmaskers bij de hand voor als er iets misgaat en er ligt een tegengif klaar”, vertelt De Bruin.

Gereedschapskist

De methode bleek onverwacht succesvol. „In planten vonden we eigenlijk vergelijkbare adducten als in mensen: de stoffen binden op dezelfde manier aan vergelijkbare eiwitten”, zegt De Bruin, „dus de methodes voor onderzoek naar bloed kun je zo overzetten naar eiwitten van planten.” Dit betekent dat de gereedschapskist van de chemische wapenspeurder flink uitgebreid is.

Hoe die gereedschapskist ingezet wordt, zal verschillen van geval tot geval. Bij de vergiftiging van Alexei Navalny en de ex-spion Sergei Skripal met novitsjok waren er bijvoorbeeld al bloedmonsters beschikbaar om de vergiftiging aan te tonen. Maar de Russische agenten die de novitsjok-aanval op Skripal uitgevoerd hadden, waren erg slordig geweest: een buitenstaander die er toevallig mee in aanraking kwam, is overleden. De Bruin: „Dus de vraag die je daar zou kunnen beantwoorden is: waar is het allemaal besmet? Daarvoor zou je ook de plantenmethode kunnen gebruiken.”

En soms kun je zelfs de maker van het gif thuisbrengen. OPCW-onderzoekers concludeerden dat Islamitische Staat in 2015 bij de Syrische stad Marea mosterdgasgranaten had afgevuurd. Chemisch onderzoek naar de samenstelling, inclusief verontreinigingen, wees erop dat de stof vermoedelijk gemaakt is via een primitieve chemische syntheseroute. Van de Syrische staat is bekend dat ze hun illegale voorraden mosterdgas op een andere manier maakten. „Dus zo kun je laten zien dat IS vermoedelijk zelf zijn productie-faciliteit heeft opgezet”, zegt De Bruin.

Na haar promotie blijft De Bruin als analytisch chemicus werken bij TNO. „We willen deze technieken nog verder ontwikkelen. Hopelijk heeft het toch een afschrikkende werking dat wij steeds meer kunnen aantonen.”

Delen





Mail de redactie