Forscherinnen und Forscher des Sonderforschungsbereichs (SFB) 1357 Mikroplastik der Universität Bayreuth haben ein neues Konzept für die Herstellung von Mikroplastik Referenzpartikeln entwickelt. (Bild: Dalle 3/ OpenAI)
Forscher des Sonderforschungsbereichs (SFB) 1357 Mikroplastik der Universität Bayreuth haben ein neues Verfahren entwickelt, mit dem Mikroplastik-Referenzpartikel in einer exakt definierten Anzahl hergestellt werden können. Diese Entwicklung soll die Vergleichbarkeit von Daten aus verschiedenen Analysemethoden der Mikroplastikforschung verbessern und die Harmonisierung von Ergebnissen vorantreiben.
Hintergrund: Vergleichbarkeit als Herausforderung
Mikroplastik-Analysen nutzen eine Vielzahl unterschiedlicher Methoden, darunter Techniken für Probentransfer, Extraktion, Aufreinigung, Probenteilung, Messung und Auswertung. Diese Vielfalt führt zu Daten variierender Qualität und erschwert es, Ergebnisse zwischen Studien zu vergleichen. Ohne eine zuverlässige Qualitätsbewertung und Standardisierung sind aussagekräftige Risikobewertungen kaum möglich.
Ein zentrales Problem ist die präzise Bestimmung der Partikelanzahl in Testproben. Für eine genaue Wiederfindungsrate und eine umfassende Validierung von Analysemethoden müssen Referenz-Mikroplastikpartikel in genau bekannter Anzahl vorhanden sein.
Limitierungen bisheriger Referenzmaterialien
Aktuell verfügbare Referenzpartikel sind in Pulverform oder als Suspension erhältlich. Beim Einbringen in Testproben treten jedoch Abweichungen in der Partikelanzahl auf, die genaue Analysen behindern. Eine optimale Lösung wären Partikel, die in exakter Anzahl in einer stabilen und einfach handhabbaren Matrix eingebettet sind.
Die Wissenschaftler des SFB entwickelten ein Verfahren, bei dem sehr dünne Plastiksäulen mittels CNC-Fräsung aus einem Plastikblock erzeugt werden. Diese Säulen werden in Gelatine eingebettet und anschließend mit einem Tiefkühl-Schnittverfahren, der Kryo-Mikrotomie, zu identischen Gelatine-Plättchen verarbeitet.
Jedes Gelatine-Plättchen enthält eine exakt definierte Anzahl von Mikroplastikpartikeln. Die Form, Größe und chemische Zusammensetzung der Partikel können präzise über die Wahl des Ausgangsmaterials und die CNC-Fräsparameter gesteuert werden.
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Perspektiven für die Forschung
Die Gelatine-Plättchen lassen sich leicht zu verschiedenen Probenmaterialien wie Wasser, Boden oder Gewebe hinzufügen. Bei milder Wärme löst sich die Gelatine vollständig auf, und die Mikroplastikpartikel werden freigesetzt. Dies erleichtert die Anwendung in unterschiedlichen Analyseverfahren und ermöglicht eine konsistente Bewertung von Methoden.
„Unsere Entwicklung ermöglicht eine ganzheitliche Validierung aller Prozessschritte der Mikroplastik-Analyse, von der Probenaufbereitung bis zur Datenauswertung. Dies ist entscheidend für die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Methoden“, erklärt Dr. Martin Löder, Leiter des SFB-Keylabs für Mikroplastik-Analyse. Prof. Dr. Christian Laforsch, Sprecher des Sonderforschungsbereichs, ergänzt: „Die neuen Referenzpartikel sind ein bedeutender Schritt, um die Harmonisierung und Vergleichbarkeit von Studien zu fördern. Damit können wir die Auswirkungen von Mikroplastik auf die Umwelt besser verstehen.“
Über den Sonderforschungsbereich
Der Sonderforschungsbereich 1357 Mikroplastik wird seit 2019 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. Er erforscht die Entstehung, den Transport und die Auswirkungen von Mikroplastik in der Umwelt. Ziel ist es, wissenschaftliche Grundlagen für eine fundierte Risikobewertung zu schaffen und nachhaltige Lösungen zu entwickeln.
Quelle: Universität Bayreuth
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