Kategorie Forschungsprojekt
  • Analytik

Analytische und Charakterisierungs- Exzellenz in der Nanomaterial Risikobewertung: Ein gestufter Ansatz (ACEnano)

Projektstatus
Abgeschlossen
Projektstart
Jan 2017
Projektende
Jun 2021
Abteilung
Chemikalien- und Produktsicherheit

Beschreibung und Zielstellung

Die übergeordnete Zielsetzung von ACEnano war die Weiterentwicklung einer sorgfältig ausgewählten Reihe von Analyse-Techniken und -Instrumenten für die Prüfung von Nanomaterial (NM)-Eigenschaften/Deskriptoren, um eine Komplettlösung für die NM- Charakterisierung zu etablieren: den ACEnano-Werkzeugkasten. Dazu wurden vorhandene Techniken und Instrumente optimiert und wo möglich miniaturisiert und vereinfacht. Darüber hinaus wurden Anwender durch Schulungen und Dokumentationen informiert und unterstützt. Im Rahmen des Projekts erfolgte zudem ein Benchmarking von Schlüsselkomponenten der ACEnano-Toolbox und Festlegung von Kriterien für das zukünftige Benchmarking weiterer Komponenten. Methodischen Fortschritte von ACEnano wurden darüber hinaus mit einem mechanistischen Ontologierahmen verknüpft. Alle oben genannten Punkte waren eingebettet in einen Rahmen für Qualitätssicherung. Damit wurden wichtige Grundlagen für die Risikobewertung von Nanomaterialien gelegt, für welche zuverlässige analytische Methoden benötigt werden. Das Projekt liefert damit auch einen Beitrag zur Vision der Europäischen Union und der Vereinten Nationen für Nachhaltigkeit.

Ergebnis

Nanomaterialien werden aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften zunehmend in zahlreichen Produkten verwendet. Die Risikobewertung solcher Materialien und Produkte erfordert neue Konzepte. Eine große Herausforderung für die Sicherheitsbewertung von Nanomaterialien ist die Entwicklung robuster, kostengünstiger und reproduzierbarer Analysemethoden für ihre physikochemische Charakterisierung. Diese Analysemethoden müssen die enorme Materialvielfalt und Dynamik von Nanomaterialien berücksichtigen, wie z. B. das Vorhandensein von Beschichtungen und biologischen Matrizes. Für ausgewählte Analysetechniken entwickelte ACEnano maßgeschneiderte, zuverlässige, kostengünstige und reproduzierbare Methoden. Die Methoden wurden in einem integrierten Screening-Schema organisiert, das eine rationale physikochemische Materialcharakterisierung ermöglicht. Darüber hinaus zielte das Projekt auf die Organisation von Schulungsworkshops, die Entwicklung von Datenmanagement-Tools und die Verknüpfung von Nanoontologie und Analysemethodik ab.Das BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung beteiligte sich an der Entwicklung von SOPs zu folgenden Techniken: i) zur Charakterisierung von Nanomaterialoberflächen mit ToF-SIMS und MALDI-ToF-MS und ii) zur Quantifizierung von Nanomaterialien in komplexen Matrices mit FFF-MALS-ICP-MS, sp-ICP-MS und LA-ICP-MS. Darüber hinaus war das BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung beteiligt unter der Leitung der Universität Wageningen einen Leitfaden mit Entscheidungshilfen für die Charakterisierung von Nanomaterialien zu erstellen (A tool with unique features to support selection of suitable techniques for nanomaterials' characterization). Weiterhin koordinierten und organisierten das BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung und die BAM eine TOF-SIMS-VAMAS-Ringversuchsstudie zu TiO2 Nanopartikeln mit und ohne organische Beschichtungen. Dabei wurde 1) unter Verwendung verschiedener Probenpräparationsmethoden der Einfluss der Präparationsmethode auf die Ergebnisse ermittelt, und 2) durch Vergleich von ToF-SIMS-Spektren verschiedener beschichteter und unbeschichteter Nanopartikel die Fähigkeit von ToF-SIMS in Verbindung mit multivariater statistischer Analyse (in diesem Fall unter Verwendung der Hauptkomponentenanalyse) zur Unterscheidung zwischen TiO2-Partikeln unterschiedlicher Struktur, Beschichtung und Synthesemethoden zu ermittelt.
Projekttyp

Drittmittelprojekt

BFR-Forschungsschwerpunkt

Nanotechnologie: Nachweis, Toxikologie, Risikobewertung und Risikowahrnehmung

Organisationseinheiten und Partner

Federführende Fachgruppe: Faser- und Nanotoxikologie (76)
Kontaktpersonen: Dr. Stefan Weigel, Dr. Jutta Tentschert
Externe Partner: University of Birmingham, Universität Wien, British Natural Environment Research Council, Postnova Analytics GmbH, Stichting Wageningen Research, PerkinElmer LAS (UK)Ltd., Schwedische Universität für Agrarwissenschaften), Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH, Vitrocell Systems GmbH, Malvern Instruments Ltd, Horiba UK Ltd, Biolin Scientific AB, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, AB Sciex UK Ltd., Universität Oxford, NANOfutures, Prodintec, BioNanoNet Forschungsgesellschaft mbH, European Commission’s Joint Research Centre

Mittelgeber und Förderkennzeichen

Europäische Union
Förderkennzeichen der EU: 720952

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