Emerald Paternity Test

Der «Emerald Paternity Test»

Das Gübelin Gemmologische Labor stellt den «Emerald Paternity Test» vor – eine neue Technologie, welche für Smaragde einen unabhängigen Herkunftsnachweis bis zurück zur ursprünglichen Mine ermöglicht.

Wieso ist Rückverfolgbarkeit von Bedeutung?

Der «Emerald Paternity Test» ermöglicht es allen Interessenvertretern der Smaragd- und Schmuckbranche, ihre angestrebte Produkttransparenz zu realisieren.

Bislang stiessen Unternehmen in der Schmuckbranche, die ihren Kunden Transparenz und Rückverfolgbarkeit in Bezug auf den genauen Fundort von Smaragden bieten möchten, an ihre Grenzen. Sie mussten den Angaben und Deklarationen der Edelsteinlieferanten und Minengesellschaften blind vertrauen, ohne diese Informationen unabhängig überprüfen zu können.

Mit der Entwicklung dieser bahnbrechenden Technologie wird erstmals eine Rückverfolgbarkeit bis in die einzelnen Minen einer Gesellschaft für alle Interessengruppen in der Farbedelsteinbranche ermöglicht. Der «Emerald Paternity Test» ist der Anfang einer Reihe von Technologien und Dienstleistungen, die unter dem «Provenance Proof» Siegel zusammengeführt sind.

Das Nutzungsrecht, die Technologie anwenden zu dürfen, unterliegt einem Anwendungskodex, in welchem die Durchführung genau geregelt ist.

Wie funktioniert die Technologie?

Neueste Fortschritte in der Nanotechnologie und der künstlichen Erstellung von DNA ermöglichen das unsichtbare Kennzeichnen von verschiedensten Materialien.

Das Gübelin Gemmologische Labor passte DNA-basierte Nanopartikel den Bedürfnissen der Farbedelsteinbranche an. Der Durchmesser dieser Partikel beträgt etwa 100 Nanometer oder 0.0001 Millimeter. Diese winzigen Partikel sind selbst für optische Mikroskope unsichtbar und beeinflussen somit gemäss unseren Forschungsergebnissen weder das Aussehen, die Qualität noch in gemmologischen Laboren messbare chemische oder physikalische Eigenschaften des Edelsteins.

Informationen zu dem Minenbetreiber, dem genauen Standort der Mine und dem Zeitraum des Abbaus sind verschlüsselt in der DNA des Nanopartikels gespeichert. Die DNA ist von amorpher Kieselsäure umgeben, um äusseren Einflüssen, wie sie beim Schleifen, Polieren oder dem wiederholten Behandeln eines Edelsteines auftreten, zu widerstehen. Die mit DNA-Nanopartikeln versetzte Trägerflüssigkeit, mit der die Rohkristalle behandelt werden, dringt selbst in kleinste Risse ein und bleibt an den Wänden im Smaragd haften. Diese Nanopartikel können zu einem späteren Zeitpunkt der Wertschöpfungskette des Smaragdes wiedergewonnen und ausgelesen werden und so ihre Information über den Edelstein preisgeben.

Wie funktioniert es?

Der Prozess beginnt normalerweise in der Mine. Die Rohkristalle werden vor dem Reinigungsprozess oder Sortieren mit den Nanopartikeln versehen.

Die Nanopartikel dringen in die Risse der Smaragde ein und bleiben an deren Oberfläche haften. Die auf Alkohol basierende Trägerflüssigkeit, in der die Nanopartikel enthalten sind, evaporiert vollständig innerhalb weniger Minuten. Der Markierungsprozess ist mit diesem Schritt abgeschlossen.

Beim Zuschneiden, Polieren und wiederholten Ölen verbleibt erfahrungsgemäss eine ausreichend grosse Menge an DNA-basierenden Nanopartikeln in den Rissen, sodass eine genaue Herkunftsbestimmung zu einem späteren Zeitpunkt in der Regel möglich ist.

Während des Verkaufsgesprächs bei einem Juwelier bauen das «Provenance Proof» Siegel und der «Emerald Paternity Test» das Vertrauen des Endkonsumenten auf und geben ihm überprüfbare Angaben zu diesem Farbedelstein.

Auf Wunsch kann der Edelstein jederzeit einem autorisierten Labor zur Durchführung des «Emerald Paternity Tests» abgegeben werden. Somit erhält der Kunde Transparenz über den genauen Ort, an welchem der Smaragd gefördert wurde.

Wem bringt die Technologie Vorteile?

Der «Emerald Paternity Test» steht der gesamten Branche zur Verfügung.

  • Minenbetreiber und Genossenschaften

    Minenbetreiber bauen die Rohkristalle an ihrem Entstehungsort ab und leiten den Beginn des weiteren Weges eines Edelsteins entlang der Wertschöpfungskette ein.

  • Handelsorganisationen

    Industrie und Handelsorganisationen können mithilfe der Technologie die Anwendung von Richtlinien und Branchenstandards überprüfen.

  • Regierungen

    Regierungen können die Technologie nutzen, um ihre innerstaatliche Produktion zu fördern, zu beobachten und den Export zu kontrollieren sowie Edelsteine aus ihrer Region von anderen zu unterscheiden.

  • Schmuckmarken

    Schmuckmarken und Schmuckhersteller können sich von ihrer Konkurrenz abgrenzen, indem sie ihren Kunden ihr Engagement und Selbstverpflichtung zu Transparenz und Nachhaltigkeit belegen können.

  • Endkonsumenten

    Der Endkonsument gewinnt Einblicke in die sozialen, ökologischen und ethischen Standards, die an der Geburtsstätte des Edelsteines in seinem Schmuckstück angewendet werden.

Häufig gestellte Fragen

  • Wie kommen die Nanopartikel in den Edelstein?

    Die Smaragde werden in eine Ethanol-Flüssigkeit getaucht, in der die Nanopartikel enthalten sind. Diese Nanopartikel dringen in mit blossem Auge sichtbare, mikroskopisch oder sogar submikroskopisch feine Fissuren ein und heften sich an deren Wände. Der genaue chemische Mechanismus des Verfahrens ist urheberrechtlich geschützt und Gegenstand eines internationalen Patents.

  • Woraus bestehen diese Nanopartikel?

    Die Nanopartikel, die für den Emerald Paternity Test verwendet werden, bestehen aus einem synthetischen DNA-Fragment, das in amorpher Kieselerde verkapselt ist. Als biologisches Molekül ist die DNA kein besonders stabiles Material und zerfällt beim Kontakt mit Sonnenlicht, Hitze oder Feuchtigkeit. Um die DNA vor dem Zerfall zu bewahren, muss sie geschützt werden. In unseren Nanopartikeln wird die DNA deshalb in Kieselerde verkapselt, vergleichbar mit dem Prozess der Versteinerung bei Fossilien. Kieselerde (SiO2) ist das häufigste Molekül in der Erdkruste. Die für unsere Nanopartikel verwendete Kieselerde ist identisch mit dem Typ, aus dem natürliche Opale entstehen.

  • Warum verwenden Sie DNA?

    Wir verwenden die DNA dazu, kundenspezifische Informationen im Inneren des Edelsteins zu speichern. Die DNA ist die in der Natur bevorzugte und im Laufe der Evolution bewährte Methode zur Speicherung von Informationen auf kleinstem Raum. Die Beschaffenheit der DNA-Struktur ermöglicht es, eine unendliche Anzahl von individuellen Codes zu schreiben, so dass diese für eine langfristige, globale Anwendung geeignet sind.

  • Sind die Partikel schädlich?

    Die synthetischen DNA-Sequenzen, die wir in unseren Nanopartikeln benutzen, sind identisch mit biologischen DNA-Fragmenten, wie sie ganz natürlich in unterschiedlichen Pflanzen vorkommen, beispielsweise in Obst oder Gemüse. Durch die tägliche Nahrungsaufnahme ist die menschliche Verdauung bereits daran gewöhnt, auch grosse Mengen DNA zu verarbeiten. Unabsichtlich verschluckte Nanopartikel haben deshalb kein uns bekanntes gesundheitliches Risiko zur Folge. Übrigens: Unsere Nanopartikel sind sogar vegan.

    Auch der für unsere Nanopartikel verwendeten amorphen Kieselerde konnte kein gesundheitliches Risiko nachgewiesen werden,  sollte sie geschluckt oder eingeatmet werden. Selbst jene Menschen, die täglich mit den Nanopartikeln arbeiten, beispielsweise um die Partikel auf die Rohkristalle aufzubringen, sind nach heutigem Wissenstand keinem Risiko ausgesetzt. Da sich die Nanopartikel in einer Flüssigkeit befinden, können sie nicht über die Luft übertragen werden und folglich keine Krankheiten wie Silikose auslösen. Die Menge an Nanopartikeln, die beim Schleifen in die Luft gerät, ist nach unseren Forschungserkenntnissen für gewöhnlich moderat und bedeutet keine erhöhte Gesundheitsgefahr. Ebenso konnten keine von den Nanopartikeln ausgehenden gesundheitlichen Risiken im Zusammenhang mit der Bearbeitung, dem Fassen, Reinigen, Ölen und schliesslich Tragen des Edelsteines nachgewiesen werden. Gemäss den Erfordernissen der Europäischen Kommission und der Arbeitsschutzbehörde (Occupational Safety and Health Administration, OSHA) weisen diese Nanopartikel keine Inhaltsstoffe auf, die als persistent, bioakkumulativ oder toxisch zu bezeichnen sind.

  • Ist die Markierung als Behandlung einzustufen? 

    Die Entscheidung, ob der Emerald Paternity Test als Behandlung zu betrachten ist, ist Sache des Marktes oder allenfalls einer Institution wie der CIBJO. Wir vom Gübelin Gemmologischen Labor sind der Meinung, dass die Auftragung der Nanopartikel keine Behandlung darstellt. Eine Behandlung würde bedeuten, dass das Aussehen des Edelsteins auf irgendeine Weise verändert wird. Eine solche Veränderung infolge der Anwendung des Emerald Paternity Tests konnte durch unsere Studien nicht nachgewiesen werden. Die Nanopartikel sind selbst für die besten optischen Mikroskope unsichtbar und haben nach unserer Erfahrung keine erkennbaren Auswirkungen auf das Aussehen (etwa Farbe und Klarheit), das Gewicht, den Wert oder andere Eigenschaften des Smaragds.

    Als Trägerflüssigkeit zum Transport der Nanopartikel in die Fissuren wird Ethanol benutzt, ein gewöhnlicher Alkohol, der innerhalb weniger Minuten vollständig verdampft und keinerlei Spuren zurücklässt.

  • Was ist mit Edelsteinen, die keine Fissuren aufweisen?

    Edelsteine, die vollkommen frei von Fissuren sind, sind für den Emerald Paternity Test möglicherweise nicht geeignet, zumal bei diesen sämtliche Partikel beim Schleifen und Reinigen verloren gehen könnten. Doch nach unseren bisherigen Erfahrungen mit der Technologie weisen selbst die wenigen lupenreinen Smaragde ausreichend Fissuren im submikroskopischen Bereich auf, sodass Nanopartikel eindringen und an ihren Wänden haften können, um anschliessend den Emerald Paternity Test zu ermöglichen. Der vom Gübelin Gemmologischen Labor entwickelte Emerald Paternity Test ist die erste Technologie ihrer Art zur Markierung von Smaragden. Derzeit arbeiten wir an der Entwicklung ähnlicher Technologien für andere Farbedelsteine, beispielsweise Rubine.

  • Wie werden die Informationen ausgelesen?

    Die sich in den Fissuren befindlichen Partikel werden mithilfe einer eigenen Pufferlösung von den Wänden gelöst. Die gewonnenen DNA-Fragmente werden mit einer quantitativen PCR-Analyse (qPCR) untersucht, einem Standardverfahren zum Lesen von DNA. Die analysierte DNA wird sodann decodiert, um die kundenspezifischen Informationen zu ermitteln – die Identität des Minenbetreibers, den Minenstandort, den Abbauzeitraum usw. Das Gübelin Gemmologische Labor fungiert als Hüter der in der DNA verschlüsselten Informationen und ist exklusiv für die Decodierung dieser Daten zuständig.

  • Wie funktioniert das?

    Die Smaragde können dem Gübelin Gemmologischen Labor in der Schweiz, in Hongkong oder New York zum Auslesen des Emerald Paternity Tests vorgelegt werden, also zur Rückgewinnung und Analyse der Nanopartikel. Derzeit kann die Analyse nur im Gübelin Gemmologischen Labor durchgeführt werden. Wir planen jedoch Kooperationen mit einigen anderen Labors, denen wir die Durchführung der Analyse ermöglichen. Die Decodierung der in den Nanopartikeln gespeicherten Informationen bleibt exklusiv dem Gübelin Gemmologischen Labor vorbehalten.

Weitere Informationen

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