Charakterisierung von Nanopartikeln für humantoxikologische Untersuchungen

Die Nanotechnologie gilt als Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts, wobei ein immer breiteres Spektrum an Nanomaterialien und schließlich an Produkten, die diese Stoffe beinhalten, Anwendung findet. Der Mensch kommt dadurch unterschiedlich stark in Kontakt mit diesen neuen Materialien. Mögliche gesundheitliche Risiken aufgrund der besonderen Eigenschaften nanoskaliger Materialien können auftreten und müssen daher rechtzeitig erkannt werden.

In toxikologischen Untersuchungen, z .B. in In-vitro-Experimenten, können Biologen und Mediziner von Nanopartikeln ausgehende toxische Effekte ableiten. Eine Ursachenabschätzung ist aber nur mit einer adäquaten Materialcharakterisierung möglich. Neben der umfassenden Prüfung des Ausgangsmaterials wird das Verhalten nanoskaliger Partikel in physiologischen Flüssigkeiten charakterisiert. Von besonderem Interesse sind dabei Wechselwirkungen der Partikel untereinander wie auch Reaktionen mit Blutbestandteilen wie Proteinen. Im IKTS wurden und werden Vorschriften und Methoden entwickelt, die eine bessere Korrelation zwischen chemisch-physikalischer Charakterisierung der Nanopartikel und den Ergebnissen der toxikologischen Untersuchungen ermöglichen.

Gemeinsam mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) Leipzig, der TU Dresden und der IKTS-Arbeitsgruppe Hartmetalle und Cermets unterstützen wir im Rahmen des Particle Safety Laboratory (PSL) den sicheren Umgang mit Partikeln durch Analysen und Beratung.

 

Leistungsangebot

 

• Pulvercharakterisierung (Spezifische Oberfläche, Porosität, elektronenmikroskopische Analysen, Kristallstruktur, Dichte)
  
• Herstellung stabiler Nanopartikelsuspensionen als Expositionsform für toxikologische Untersuchungen
  
• Agglomerationsverhalten und Veränderung des Zetapotenzials in verschiedenen physiologischen Flüssigkeiten
  
• Bewertung des Einflusses einzelner Proteine sowie von Serumzusätzen auf die Suspensionsstabilität
  
• Aufnahme elektronenmikroskopischer Bilder zur Beurteilung von Primärpartikelgröße, Aggregationsgrad und Partikelmorphologie

 

Technische Ausstattung

 

• BET, Hg-Porosimetrie, He-Pyknometrie
  
• Partikelgrößenmessung (dynamische und statische Lichtstreuung, Analytische Zentrifugation)
  
• Bestimmung des Zetapotentials über Mikroelektrophorese
  
• Proteinbestimmung nach Bradford
  
• XRD, Feldemissionsrasterelektronenmikroskop (FESEM) mit EDX (Keramografie)

 

Publikationen

 

Diese Seite zeigt eine Auswahl an eigenen Publikationen zur Thematik Gesundheitsauswirkungen von Nanopartikeln. Bei zahlreichen Veröffentlichungen ist der Volltextzugang aus urheberrechtlichen Gründen gebührenpflichtig und daher nicht frei zugänglich.

Physical-chemical characterization of tungsten carbide nanoparticles as a basis for toxicological investigation.
Meißner T, Kühnel D, Busch W, Oswald S, Richter V, Michaelis A, Schirmer K, Potthoff A, 2010.
Nanotoxicology, 4, 196-206 .

Toxicity of Tungsten Carbide and Cobalt-doped Tungsten Carbide Nanoparticles in Mammalian Cells in Vitro.
Bastian S, Busch W, Kühnel D, Springer A, Meißner T, Holke R, Scholz S, Iwe M, Pompe W, Gelinsky M, Potthoff A, Richter V, Ikonomidou H, Schirmer K, 2009.
Environ Health Perspect 117, 530-536 . (Open Access)

Physico-chemical characterization in the light of toxicological effects.
Meißner T, Potthoff A, Richter V. 2009
Inhal. Toxicol. 21, 35-39 .

Evaluation of health risks of nanoparticles - a contribution to a sustainable development of nanotechnology.
Potthoff A, Meißner T, Richter V, Busch W, Kühnel D, Bastian S, Iwe M, Springer A. 2009.
Solid State Phenomena 151, 183-189 .

Suspension characterization as important key for toxicological investigations.
Meißner T, Potthoff A, Richter V. 2009
Journal of Physics: Conference Series 170, 012012 . (Open Access)