Ein Team des Sonderforschungsbereichs (SFB) Mikroplastik der Universität Bayreuth um Prof. Dr. Christian Laforsch hat ein neues Verfahren entwickelt, mit dem Mikroplastik-Referenzpartikel in einer exakt definierten Anzahl hergestellt und in standardisierten Experimenten verwendet werden können. So soll erstmals eine genaue Partikelzählung in Proben ermöglicht und die Vergleichbarkeit von Analyseergebnissen verbessert werden.
 

In Mikroplastikstudien kommt eine Vielzahl unterschiedlicher Methoden zum Einsatz, sowohl für die Probenahme und -aufbereitung als auch für die Messung der Mikroplastikpartikel und die Auswertung der Ergebnisse. Diese Unterschiedlichkeit der Methodiken führt zu Daten uneinheitlicher Validität und Qualität und sie erschwert die Vergleichbarkeit von Studienergebnissen. Eine verlässliche Qualitätsbewertung und Standardisierung der Methoden sind daher notwendig. Eine Voraussetzung für die Validierung von Messverfahren sind geeignete Referenzpartikel definierter Materialien. Sie werden in Testproben zur Überprüfung von Analysemethoden eingesetzt. Mit den derzeit verfügbaren Referenzpartikeln sei es jedoch schwierig, die in der Forschung angewandten Analyseverfahren zu bewerten, so das Forscherteam der Universität Bayreuth. Für eine zuverlässige Bewertung muss genau bekannt sein, wie viele Mikroplastikpartikel in den Testproben zur Überprüfung der Analysemethoden enthalten sind, um Kriterien wie etwa die Wiederfindungsrate bestimmen zu können. An der Universität Bayreuth wurden nun solche Partikel entwickelt, die in einer einfach zu handhabenden, löslichen Matrix in exakter Anzahl eingebettet sind und somit in einem standardisierten Verfahren analysiert werden können.
 
Bei dem vom Team der Uni Bayreuth entwickelten Verfahren werden aus einem spritzgegossenen Polymerblock mit einem computergesteuerten Präzisionswerkzeug sehr dünne Kunststoffsäulen gefräst. Diese Säulen werden in Gelatine eingebettet und mit einem Tiefkühlschnittverfahren bei 19 Grad Minus zu identischen Gelatine-Plättchen geschnitten, die jeweils die gleiche, exakt definierte Anzahl von Mikroplastikpartikeln mit genau definierter Größe, Form und Polymertyp enthalten. Diese Eigenschaften der Partikel lassen sich nach Angaben des Forscherteams über das Ausgangsmaterial und die Schnittparameter präzise bestimmen. Der Studie zufolge ist es dem Team gelungen, quadratisch geformte Mikroplastikpartikel in einem Größenbereich von 125 bis 1.000 Mikrometer aus fünf verschiedenen Polymeren (LD-PE, PP, PET, PS, PLA) herzustellen. Auch noch kleinere Partikel lassen sich mit der vorgestellten Proof-of-Concept-Methode erzeugen, heißt es. Die auf den Gelatine-Plättchen enthaltenen Mikroplastikpartikel wurden anschließend hinsichtlich Größe und Masse analysiert. Ergebnisse gravimetrischer Massenmessungen entsprachen laut Studie dabei im Allgemeinen den Ergebnissen von Partikelgrößenmessungen. Eine Vergleichbarkeit zwischen zahlenbasierten und massebasierten Analysetechniken sowie eine konsistente Auswertung der Methoden sei damit gegeben.
 
„Unsere Entwicklung im SFB (Sonderforschungsbereich Mikroplastik Uni Bayreuth, Anm.der Redaktion) ermöglicht endlich eine einfache und ganzheitliche Validierung aller bei den unterschiedlichen Mikroplastik-Analyseverfahren beteiligten Prozesse wie Probentransfer, Extraktion, Aufreinigung, Probenteilung, Messung und Auswertung. Sie ist entscheidend, um die Zuverlässigkeit und Genauigkeit analytischer Methoden zu bewerten“, sagt Dr. Martin Löder, Leiter eines SFB-Arbeitsbereichs für Mikroplastik-Analyse. Prof. Dr. Christian Laforsch, Sprecher des SFB und Mitentwickler der Herstellung von Referenzpartikel, ergänzt: „Mit unseren neuen Referenzpartikeln haben wir nun endlich einen großen und maßgeblichen Schritt in Richtung der Harmonisierung und Vergleichbarkeit unterschiedlicher Analyseverfahren für Mikroplastik gemacht!“
 
Quellen:

• A novel proof of concept approach towards generating reference microplastic particles, Simon D.J. Oster, Paul E. Bräumer, Daniel Wagner, Max Rösch, Martina Fried, Vinay K.B. Narayana, Eva Hausinger, Helena Metko, Eva C. Vizsolyi, Matthias Schott, Christian Laforsch & Martin G.J. Löder, Micoplastics and Nanoplastics 4, (2.12.2024)
• PM Uni Bayreuth (3.12.2024)
• Abbildung: © Uni Bayreuth