01. Februar 2022
Projektlaufzeit: 02.2022 – 10.2024
Projektstatus: abgeschlossen
Förderkennzeichen: 01IF21954N
Dieses vorwettbewerbliche Projekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz mit den Mitteln der IGF gefördert.
Am Projekt sind folgende Partner beteiligt:
Die Bewertung von Oberflächen- und Trinkwasser basiert auf Einzelstoffen und deren Überwachung mittels instrumenteller Einzelstoffanalytik. Mischungseffekte sind auf dieser Grundlage allerdings nicht zu erfassen. Die wirkungsbezogene Analytik (WBA) ermöglicht, Effekte entlang verschiedener Endpunkte sowohl von einzelnen Spurenstoffen als auch von unbekannten Gemischen zu bestimmen. Sie bietet damit ein geeignetes Werkzeug für die ganzheitliche Betrachtung der Wasserqualität, ohne dafür die für einen bestimmten Effekt verantwortliche Substanz identifizieren zu müssen. Die sogenannte effektdirigierte Analytik (EDA) kombiniert beide Ansätze, wodurch eine umfassendere Charakterisierung erreicht werden kann und zielgerichtet in biologisch aktiven Proben Effektverursacher aufgeklärt und identifiziert werden können.
Bedingt durch die zu geringe Sensitivität vieler WBA-Methoden ist eine vorherige Probenanreicherung im Roh- und Trinkwasserbereich unabdinglich. Bestehende Methoden arbeiten allerdings nicht über den gesamten Polaritätsbereich diskriminierungsfrei, wodurch viele relevante Substanzen während der Anreicherung verloren gehen können. Bestehende Anreicherungsverfahren sind meist nur auf die instrumentelle Analytik ausgerichtet und somit aufgrund spezieller Anforderungen der WBA-Methoden mit diesen nicht kompatibel (Blindwertproblematik). Methoden, welche wiederrum an die WBA angepasst wurden, sind meist nur auf einen bestimmten Endpunkt ausgelegt und erfassen somit nur Stoffe in gewissen Polaritätsfenstern.
Das Ziel von DA-EDA war die Entwicklung eines speziell an WBA-Methoden angepassten und für die EDA geeigneten Anreicherungsverfahrens, welches von der Breite der Labore routinemäßig durchgeführt werden kann. Dies ist innerhalb des Projekts gelungen: In einem komplexen Optimierungsprozess wurde eine diskriminierungsarme Multi-Layer-Kartusche für die wirkungsbezogene und chemische Analytik entwickelt. Zudem wurde ein Anreicherungsfaktor von 10.000 erreicht (1 L Probe → 100 µl DMSO), was für endokrine Endpunkte ausreichend ist. Das entwickelte Verfahren ermöglicht eine skalierbare und praxisnahe Anwendung, die sich leicht in Laborabläufe integrieren lässt.
Die neu-entwickelte Methode stellt einen bedeutenden Fortschritt über den aktuellen Stand der Technik hinaus dar. Es ermöglicht eine verbesserte Vergleichbarkeit und eine robustere Basis für wirkungsbezogene Analysen. Die Ergebnisse von DE-EDA zeigen, dass die erforschte Methode zwar noch weiter verbessert werden muss, aber diese bereits jetzt einen erheblichen Mehrwert im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen bietet.
