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EDELSTEINE: Gübelin hat einen DNA-Test für Smaragde entwickelt

Das Labor des Luzerner Schmuckunternehmens Gübelin kann mit einem neuen Verfahren die Herkunftsmine eines Farbedelsteins eruieren. Dadurch soll die Branche transparenter werden.
Roman Schenkel
Die grüne Farbe ist ihr Erkennungsmerkmal: Smaragde. (Bild: PD/Gübelin)

Die grüne Farbe ist ihr Erkennungsmerkmal: Smaragde. (Bild: PD/Gübelin)

Roman Schenkel

roman.schenkel@luzernerzeitung.ch

Das Grün von Smaragden aus Kolumbien ist einzigartig, das Blau von Saphiren aus Kaschmir besonders tief, das Rot eines Rubins aus Burma unverkennbar. Aus welchem Land ein Edelstein stammt, lässt sich aufgrund seiner geologischen Merkmale feststellen. In welcher Mine ein Stein aber geschürft wurde, ist oft nicht bestimmbar. «Die Farbedelsteinbranche ist sehr intransparent», erklärt Daniel Nyfeler, Leiter des 1923 gegründeten gemmologischen Labors von Gübelin, einer unabhängigen Tochter des Luzerner Juweliers. Von der Mine bis zum Juwelier fänden in der Regel unzählige Transaktionen statt. «Es ist deshalb kaum möglich, einen Stein mit Sicherheit bis zu seinem Herkunftsort zurückzuverfolgen», sagt Nyfeler.

Die Kundenbedürfnisse haben sich in den letzten Jahren jedoch stark gewandelt. Eine Kundin will heute wissen, woher der Stein, der ihren Ring ziert, stammt, unter welchen Bedingungen er gefördert wurde, wie die Umweltstandards in der entsprechenden Mine sind. «Nachhaltigkeit ist in der Uhren- und Schmuckindustrie ein wichtiges Thema», sagt Nyfeler. Dem will Gübelin besser gerecht werden. Gemeinsam mit dem ETH-Spin-off Haelixa hat das gemmologische Labor von Gübelin ein Verfahren entwickelt, das es ermöglicht, einem Farbedelstein ein unsichtbares Etikett anzuhängen, sodass bei Bedarf jederzeit überprüft werden kann, aus welcher Mine der Stein stammt. Dafür müssen Minenbesitzer ihre Steine sofort nach der Förderung kennzeichnen – mit ihrem Namen, der Mine, dem Förderjahr. «Es ist eine Art Vaterschaftstest für Edelsteine», sagt Nyfeler.

Winzige Kügelchen beinhalten die DNA

Um die Steine zu kennzeichnen, setzt Gübelin auf Nanotechnologie. Die Informationen zum Stein werden auf einem Stück künstlicher DNA gespeichert. Mit den vier DNA-Bausteinen lassen sich beliebige Kombinationen und damit eine riesige Zahl von verschiedenen Markern herstellen. «Das funktioniert wie eine Art Strichcode», erklärt Nyfeler. Die DNA ist so klein, dass sie fürs menschliche Auge nicht sichtbar ist – selbst unter dem Mikroskop nicht. Um die DNA zu schützen, wird sie in ein unsichtbares Kieselerde-Partikel eingepackt. Das schützt die DNA vor dem Zerfall, zudem hält das Molekül Temperaturen von über 100 Grad Celsius stand. Die winzigen Kügelchen von 0,1 Mikrometern (0,0001 Millimeter) Durchmesser überstehen so die verschiedenen Prozesse, die ein Farbedelstein durchmacht, vom Reinigen unter Hochdruck bis zum Schleifen.

Die ungeschliffenen Steine werden in der Mine mit der DNA versehen. Dabei werden die Steine in einer Flüssigkeit, welche die Nanopartikel mit der DNA enthält, «gebadet». Aufgrund ihrer Eigenschaften können sich die Partikel gut an den Steinen festsetzen. Denn Edelsteine scheinen nur auf den ersten Blick glatt. «Farbedelsteine haben mikroskopisch feine Risse», sagt Nyfeler. In diese dringen die Nanopartikel ein und bleiben haften. «Der Stein wird durch das Verfahren nicht verändert oder gar beschädigt», betont Nyfeler. Selbst mit einem optischen Mikroskop ist kein Unterschied feststellbar. Danach können die Partikel jederzeit mit einer bestimmten Flüssigkeit herausgelöst werden. Eine DNA-Sequenzierung bringt dann den genetischen Code zu Tage und somit die Herkunft des Steins.

Verfahren ist für alle Produkte anwendbar

Gübelin hat das Verfahren für Farbedelsteine patentieren lassen. «Bis jetzt können wir die Technologie für Smaragde einsetzen», sagt Nyfeler. Für Rubine sei man ebenfalls nahe an einer Lösung. Bei Diamanten und Saphiren sei es jedoch etwas schwieriger, weil die Steine weniger Risse aufweisen. «Wir werden aber auch da eine Lösung finden», ist Nyfeler überzeugt. Das Verfahren von Haelixa beschränkt sich nicht nur auf Steine. «Wir können die Partikel grundsätzlich für jedes nur denkbare Produkt einsetzen», erkärt Michaela Puddu, Mitgründerin und CEO von Haelixa in einem Fernsehbeitrag von «3Sat». Im Bereich von Konsumgütern könne man dadurch Transparenz in die Lieferkette bringen. «Hochwertige Produkte werden so fälschungssicher gemacht», sagt sie.

Haelixa konzentriert sich derzeit auf industrielle Flüssigkeiten, die in der Geothermie und auf Ölfeldern eingesetzt werden. Dabei werden die Nanopartikel verwendet, um Ölvorkommen im Untergrund aufzuspüren und das Volumen eines Ölfelds zu erahnen. Man injiziert die Partikel an einer Stelle in den Boden, und wenn man sie an anderer Stelle wieder aus dem Boden holt, weiss man, dass es im Untergrund eine Verbindung gibt. Das Interesse in der Industrie ist gross.

Auch in der Edelsteinbranche ist die Beachtung am neuen Verfahren hoch. An der Uhren- und Schmuckmesse Baselworld Ende März sorgte der «Vaterschaftstest» von Gübelin für Aufsehen. «Woher ein Produkt kommt, ist wichtig. Das schafft Vertrauen», sagt Gübelin-CEO Raphael Gübelin. Das gemmologische Labor von Gübelin hat beim Erarbeiten des Verfahrens mit zwei grossen Firmen zusammengearbeitet. Eine davon, Gemfields, hat bereits angekündigt, das Verfahren künftig anzuwenden. Gemfields besitzt die weltgrösste Smaragdmine, die Kagem-Mine. 20 Prozent aller Smaragde weltweit werden dort gefördert. Und sie alle sollen künftig gekennzeichnet werden. «Unser Verfahren wird die Transparenz in der Branche stark erhöhen», sagt Nyfeler.

Die winzigen Kügelchen, welche die DNA der Steine enthalten, stark vergrössert. (Bild: PD/Gübelin)

Die winzigen Kügelchen, welche die DNA der Steine enthalten, stark vergrössert. (Bild: PD/Gübelin)

Die weltweit grösste Smaragd-Mine: die Kagem-Mine im Norden des afrikanischen Staates Sambia. (Bild: PD/Gübelin)

Die weltweit grösste Smaragd-Mine: die Kagem-Mine im Norden des afrikanischen Staates Sambia. (Bild: PD/Gübelin)

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