Laborpraxis 03/2025

www.laborpraxis.de | März 2025 | 49. Jhg. | 27,36 € | LP 3

Massig Analytik-Power Marktübersicht Massenspektrometer

LP AUSGABEN-SPECIAL

PFAS-Analytik Toxikologische Auswirkungen von PFAS

Impulse. / Fördern wir.

Die Zukunft steckt voller unentdeckter Möglichkeiten. Labore sind der Raum, in dem ungeahnte Erkenntnisse und Innovationen vorangetrieben werden. Diese Arbeit unterstützen wir mit unserem Carl-ROTH-Förderpreis,145 Jahren Erfahrung und unserem umfangreichen Portfolio an Chemikalien und Laborbedarf.

Supporting science.

Improving lives. carlroth.com

LP 3 n Editorial

PFAS: notwendig oder gefährlich?

Kaum eine andere Substanzgruppe wird derzeit in der Öffentlichkeit so stark diskutiert wie die per- und poylfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS). Politische Entscheidungsträger fordern aufgrund der Gesundheitsgefährdung einiger PFAS ein flächendeckendes Verbot. Industrieunternehmen warnen vor einem solchen Schritt, sind PFAS doch in zahlreichen Komponenten wie Lagern, Dichtungen oder z. B. auch in Rührfischen enthalten. Die Analytik zeigt aber, dass auch die Verbotsbefürwörter valide Argumente haben. Unser Autor im Beitrag ab Seite 16 beschreibt z. B., dass eine PFAS-Konzentration auch in Hühnereiern nachgewiesen werden kann.

PRÄZISION MIT TOUCH exakt effizient vielseitig

„Ein PFAS-Verbot kann zu Engpässen bei manchen Laborprodukten führen.“ M A R C P L A T T H A U S , Chefredakteur, marc.platthaus@vogel.de

Ist es Zeit für ein neues Massenspektrometer? Eine kleine Inspiration bietet die Marktübersicht ab Seite 20 in dieser Ausgabe. Dort erfahren Sie, welche Entwicklungen es bei Massenspektrometern gab und noch geben könnte. Zudem finden Sie eine Gerätetabelle mit einigen Modellen ausgewählter Hersteller zum direkten Vergleich.

C H R I S T I A N L Ü T T M A N N , Redakteur, christian.luettmann@vogel.de

In der Wirkstoffforschung ist die Kristalluntersuchung ein extrem wichtiger Schritt bei der Strukturanalyse. Im Vorfeld müssen dafür allerdings Löslichkeitsuntersuchungen gemacht. Unser Whitepaper „Löslichkeit: Bedeutung, Messungen und Anwendungen“ auf www.laborpraxis.de/whitepaper zeigt, wie die Strategie der Lösemittelauswahl aussehen kann.

GLP-konforme Dokumentation und vielfältige Funktionen wie Statistik und Toleranzwägung: Erleben Sie modernste Wägetechnik mit den neuen Analysen- und Präzisionswaagen der Serien KERN ADT und PDT.

M A R C P L A T T H A U S , Chefredakteur, marc.platthaus@vogel.de

Das Jahr 2025 ist für die Industrie mit vielen Fragen gepflastert: Wie sieht eine zukünftige Bundesregierung aus und welche Weichen stellt sie für die Wirtschaft? Was bedeutet gar ein Zollkrieg für den internationalen Handel?

Unser Autor beleuchtet ab Seite 30 weitere Herausforderungen für die LifeScience-Industrie.

D R . I L K A O T T L E B E N , Redakteurin, ilka.ottleben@vogel.de

LABORPRAXIS 3 | 2025

3

www.kern-sohn.com

Inhalt 3

März 2025

S. 20

S. 16

Marktübersicht: Ein neues Massenspektrometer ist überfällig?

Hier erfahren Sie, worauf Sie beim Kauf achten sollten und welche Modelle der Markt im Bereich Quadrupol-MS bietet.

Fund im Ei: Ob Ostern oder nicht: Eier sind streng kontrolliert. Zurecht. So sind mittlerweile in vielen Proben auch PFAS nachzuweisen.

S. 24

S. 34

Gesucht: Wie sich die Prozesskontaminanten 3-MCPD, 2-MCPD und Glycidol in Speiseölen und -fetten aufspüren lassen, lesen Sie hier.

RUBRIKEN Editorial.................................................3 Wissenschaft & Forschung ..................6 LAB-SUPPLY .......................................39 Beruf & Karriere ................................ 42 Weiterbildung & Termine ................. 44 Normen & Gesetze ............................ 46 Community ........................................ 48 Impressum ......................................... 49 Letzte Seite ........................................ 50

LP EXKLUSIV

S. 10

Ewig-frei: PFAS aus Trinkwasser entfernen, und das mit einer nachhaltigen Methode – dieses Ziel hat sich ein Berliner Projekt-Team gesteckt. Im LPInterview berichten die Forscher über ihre Vision.

Ordnung bitte: Mit einfachen Hilfsmitteln Ordnung und damit Effizienz im Labor schaffen. Wie das geht, zeigt dieses Fallbeispiel.

LP AUSGABEN-SPECIAL PFAS-ANALYTIK „Mit PFAS-Adsorber-Perlen gegen die Ewigkeit“....................................... 10 Recyclierbares Adsorbermaterial für die PFAS-Entfernung Toxikologische Auswirkungen von PFAS im Fokus .................................... 12 Das Zebrafischmodell als Screening-Tool für Neurotoxizität Keine Überraschung: Ei mit PFAS ..... 16 Nachweismethoden mittels LC-MS Produktmeldungen............................ 19

„Unsere PFAS-Adsorber sollen in einem Kreislaufsystem arbeiten, d. h. sie könnten mehrmals verwendet werden.“ Prof. Dr. Mohsen Adeli, Freie Universität Berlin

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Zuverlässig

LP EMPFEHLUNG

FOLGENREICH PFAS

PFAS

PFAS

Belastbar

Wo dem Mensch Gefahr droht, muss oft der Zebrafisch herhalten. So untersuchen Forscher an ihm etwa die gesundheitlichen Folgen von zunehmender PFAS-Belastung.  zu lesen ab Seite 12

Effizient

LABORTECHNIK

Optimierte Stabilität, höhere Empfindlichkeit

Massig Analytik-Power: Geräte-Guide für QMS ...................... 20 Marktübersicht Quadrupol-Massenspektrometer

Die LCMS-TQ RX Serie kombiniert Zuverlässigkeit, Belastbarkeit und Effizienz. Dabei unterstützen modernste Technologien eine hohe Messgeschwindigkeit und hohe Empfindlichkeit, während das neu entwickelte CoreSpray für zusätzliche Messstabilität sorgt.

Darüber hinaus minimiert der niedrige Energieverbrauch die Auswirkungen auf die Umwelt.

Gleiches Ergebnis in halber Zeit?

Zwei Tools im Praxistest .................. 24 Fallstudie: Fraunhofer IKTS steigert Effizienz im Labor

Zuverlässig Perfekt für Routineanalysen, bei denen Verlässlichkeit erforderlich ist

Produktvorstellungen .......................28 BIO- & PHARMAANALYTIK

Belastbar Robuste und langlebige Systeme unterstützen einen effizienten Betrieb.

Das sind die Trends 2025 .................. 30 Life-Sciences und Medtech

Effizient Nachhaltig dank niedrigem Energieverbrauch

Produkte .............................................33 LEBENSMITTELANALYTIK Mit jeder Methode automatisiert zum Ziel.............................................. 34 Bestimmung von 3-MCPD, 2-MCPD und Glycidol in Speiseöl und Speisefett LABORPRAXIS 3 | 2025

www.shimadzu.de/ lcms-systeme.html

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Mehr erfahren

Wissenschaft & Forschung n LP 3

VIRUSERKRANKUNGSRESISTENZ VON FLEDERMÄUSEN

Fledermäuse können Corona- und andere Viren tolerieren, ohne daran zu erkranken. Als einzige Säugetiere können sie zudem fliegen. Genau diese Flugfähigkeit scheint mit ihrer außerordentlichen Toleranz gegenüber Viren in Verbindung zu stehen. Ihr Genom könnte also neue Ansätze zur Bekämpfung von Viruserkrankungen bereithalten. Prof. Dr. Michael Hiller, Sprecher des ehemaligen hessischen Loewe-Zentrums für Translationale Biodiversitätsgenomik sowie Professor für Vergleichende Genomik an der Goethe-Universität und am Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt, hat gemeinsam mit einem internationalen Forschungsteam im Rahmen des „Bat1K“-Projekts hochqualitative Genome von zehn Fledermausarten sequenziert, darunter Arten, die als Träger von Corona- und anderen Viren bekannt sind. Das Ergebnis zeigt, dass Fledermäuse im Vergleich zu anderen Säugetieren deutlich häufiger bestimmte Anpassungen in Immun-Genen aufweisen und die Evolution des Fledermaus-Immunsystems eng mit der Entwicklung der Flugfähigkeit verbunden sein könnte. (ott)

Bild: © rubchikova - stock.adobe.com

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Übergewichtig und gleichzeitig gesund: Atlas über Zellen von übergewichtigen Menschen

3

Die Physik für das perfekte Frühstücksei: Kuriose Forschungsarbeit

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Älteste menschliche Blei-Kontamination: Umweltverschmutzung aus der Antike

5

So viel Plastik sammelt sich in unseren Organen: Kunststoffkonzentration in Gewebe gestiegen

6

Wie viel Tätowierfarbe in den Körper gelangt: Körperschmuck mit Nebenwirkungen?

Satt aber noch Lust auf Süßes?:

7 Wie der Dessertmagen entsteht 8

Kurzer Überblick zu Long Covid: Corona-Langzeitfolgen im Forschungsfokus

9

Gesalzene Lithium-Akkus halten länger: Li-O2-Akkus verbessert Feuerteufeln chemisch-analytisch auf der Spur:

10 Brandbeschleuniger forensisch untersuchen

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KEIN RISIKO FÜR SPENDER

Häufiges Blutspenden fördert die Regeneration der Blutzellen

RAUCHEN FÖRDERT VERBREITUNG VON ANTIBIOTIKARESISTENZEN

Zigarettenstummel nicht wegwerfen

*Bemessungszeitraum: 31.1. – 11.3.2025

Omega-3 kann Alterungsprozess verlangsamen: Wissenschaftliche Studie veröffentlicht

Indem sie genetische Anpassungen in Blutstammzellen hervorrufen, fördern häufige Blutspenden die Regeneration der Blutzellen.

Blutspenden rettet Leben – doch welche langfristigen Spuren hinterlässt diese Praxis in unserem Körper? Ein internationales Forscherteam vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ), vom Stammzellinstitut HI-STEM, vom Francis-Crick-Institute in London sowie vom Blutspendedienst des Deutschen Roten Kreuzes hat nun herausgefunden, dass häufige Blutspenden genetische Anpassungen in Blutstammzellen hervorrufen, die die Regeneration der Blutzellen fördern. Dazu sequenzierten die Forscher das Erbgut aus Blutzellen von insgesamt 429 Spendern. Dabei verglichen sie Spender, die über hundert Mal Blut gespendet hatten, mit Gleichaltrigen, die weniger als zehn Mal gespendet hatten. Bei der Analyse stellte sich heraus, dass sich besonders bei Vielspendern Klone mit bestimmten genetischen Veränderungen durchsetzen, die dafür sorgen, dass sich Zellen an wechselnde Bedingungen (wie nach einem Blutverlust) anpassen können. „Blutspenden retten Leben – und selbst auf tiefster molekularer Ebene sehen wir keine Hinweise auf ein erhöhtes Risiko für die Spender. Unser Ergebnis bestätigt nun mit molekularen Daten die jahrzehntelange klinische Erfahrung“, fasst Andreas Trumpp vom DKFZ und HI-STEM und einer der Studienleiter die Ergebnisse zusammen. (ott)

LP meistgelesen auf laborpraxis.de

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Bild: sebgross - stock.adobe.com

Corona ohne Symptome

Jedes Jahr sterben Millionen Menschen an den direkten Folgen des Rauchens. Eine Studie unter Federführung von Forschenden am Institut für Hydrobiologie der Technischen Universität Dresden (TUD), die in Zusammenarbeit mit den Universitätskliniken in Dresden und Heidelberg sowie der Tsinghua University in China entstand, zeigt nun, dass Rauchen auch indirekt zur Gesundheitsgefahr wird, wenn Schadstoffe aus Zigarettenrauch und Zigarettenstummeln in die Umwelt gelangen. „Zigarettenfilter enthalten viele der giftigen Substanzen aus dem Zigarettenrauch“, erläutert Dr. Uli Klümper vom Institut für Hydrobiologie an der TUD. „Wir konnten in unserer Studie feststellen, dass diese Filter, wenn sie in Gewässern landen, vermehrt von potenziell krankheitserregenden Keimen und Bakterien mit Antibiotikaresistenzen besiedelt werden, da diese besonders gut an die widrigen Bedingungen auf den Filtern angepasst sind.“ Und nicht nur in der Umwelt, auch direkt in der Lunge bescheinigen die Studienergebnisse, dass eine schnellere Verbreitung von resistenten Keimen durch Rauchen begünstigt wird. (ott)

LP 3 n Wissenschaft & Forschung

SCHILDDRÜSENHORMONE

BIORECYCLING VON KUNSTSTOFFABFÄLLEN

Besser lernen mit Hormonen

Eine gentechnisch veränderte Pseudomonas putida, die Nylon abbauen und in wertvolle Stoffe umwandeln kann.

Bild: Susanne Husted Nielsen

Schilddrüsenhormone sind echte Tausendsassa: Sie wirken in vielen Zellen und sorgen unter anderem dafür, dass wir uns besser konzentrieren und leichter lernen. Gibt es einen Mangel, kommt es zu Gedächtnisproblemen, Depressionen und Angst. Ein Team um den Biochemiker Dr. Steffen Mayerl von der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen erforscht in einem neuen Projekt, wie sich mit diesen lebensnotwendigen Hormonen der Arbeitsspeicher unseres Gehirns beeinflussen lässt. In der Schilddrüse werden wichtige Hormone wie Thyroxin (T4) und Trijodthyronin (T3) produziert.

Mittels spezieller Transporter gelangen sie ins Zellinnere und regulieren als Botenstoffe den Stoffwechsel und die Funktionstüchtigkeit aller Organe.

Das Team um Dr. Mayerl interessiert vor allem ihre Wirkung auf das Gehirn von Erwachsenen. Neu ist dabei ihr Fokus auf die Schilddrüsenhormone (SDH). „Im Hippocampus, dem lernenden Gehirn, können lebenslang neue Nervenzellen gebildet werden – fehlen die SDH, funktioniert unser Gedächtnis nicht mehr so gut“, sagt der Wissenschaftler. Zunächst werden die Forschenden darstellen, welchen Weg die Schilddrüsenhormone nehmen, um ihn dann gezielt zu blockieren. „Wenn wir diese Prozesse verstehen, können wir positiv eingreifen und helfende Substanzen entwickeln, die schließlich die Neuroplastizität fördern, also die Anpassungsfähigkeit unseres Gehirns“, ergänzt Dr. Mayerl. Dadurch könnten sich Menschen, die unter einem Mangel an Schilddrüsenhormon leiden, auch im Alter noch Neues merken.

Das DFG-geförderte Projekt heißt „Schilddrüsenhormon-abhängige Regulation der adulten hippokampalen Neurogenese“. Das 3-jährige Projekt startet am 1. Juli 2025. (ott)

Bakterien futtern Nylonstrümpfe

Ob Nylonstrumpf oder Fischernetz: synthetische Polyamide sind weit verbreitet, allerdings auch Teil des globalen Plastikmüllproblems. Einem neuen Recycling-Ansatz gehen Wissenschaftler am Forschungszentrum Jülich nach: Sie entwickeln „Nylon-fressende“ Bakterien für eine nachhaltige Kunststoffverwertung, sogar zu höherwertigen Substanzen wie Biopolyester. Beim herkömmlichen chemischen Recycling von Nylon wird das Material häufig nicht vollständig aufgespalten. Zurück bleibt ein Oligomer-Gemisch, das sich nur schwer weiterverarbeiten lässt. Den Forschern um Prof. Dr. Nick Wierckx vom Institut für Bio- und Geowissenschaften – Biotechnologie am Forschungszentrum Jülich ist es gelungen, das vielseitige aber harmlose Bodenbakterium Pseudomonas putida genetisch so weiterzuentwickeln, dass es dieses Gemisch aus Nylonbausteinen verstoffwechseln und sogar in höherwertige Substanzen wie Biopolyester umwandeln kann. Entscheidend für diesen Fortschritt war eine Kombination aus Gentechnik und Labor-Evolution. (ott)

ERBE DER EVOLUTION

Satt aber noch Lust auf Süßes? Wie der Dessertmagen entsteht wicht finden. Um die Ursache des „Dessertmagens“ zu finden, untersuchten die Forschenden die Reaktion von Mäusen auf Zucker und stellten fest, dass Mäuse, die völlig gesättigt waren, trotzdem noch Desserts essen. Untersuchungen des Gehirns zeigten, dass eine Gruppe von Nervenzellen, die so genannten POMC-Neuronen, dafür verant-

Bild: © losangela - stock.adobe.com

Wer kennt das nicht? Das große Essen ist vorbei, man ist satt, aber die Lust auf Süßes bleibt. Forschende vom Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung haben nun entdeckt, dass das, was wir den „Dessertmagen“ nennen, im Gehirn verankert ist. Hier könnte sich auch ein neuer Ansatz für mögliche Ergänzungen zu Therapien gegen Überge-

Anders als in unserer modernen Welt ist Zucker in der Natur selten, liefert aber schnell Energie.

Das Gehirn ist evolutionär daher so programmiert, dass es die Aufnahme von Zucker immer dann steuert, wenn er verfügbar ist.

wortlich ist. Diese Neuronen werden aktiv, sobald der Körper Nahrung aufgenommen hat, und unterdrücken den Appetit. Wenn Mäuse satt sind und Süßes fressen, schütten diese Nervenzellen nicht nur Botenstoffe aus, die dem Körper Sättigung signalisieren, sondern auch das körpereigene Opiat ß-Endorphin. Dieses wirkt auf andere Nervenzellen mit Opiatrezeptoren und löst ein Belohnungsgefühl aus, das die Mäuse dazu veranlasst, noch mehr Zucker zu essen. Dieser Schaltkreis wird immer dann aktiviert, wenn die Mäuse Zucker fressen, nicht aber wenn sie normales oder fetthaltiges Futter zu sich nehmen. Blockierten die Forschenden diesen Weg, verzichteten die Mäuse auf zusätzlichen Zucker. Dieser Effekt konnte nur bei satten Tieren beobachtet werden. Interessanterweise wurde dieser Mechanismus bereits aktiviert, wenn die Mäuse den Zucker nur wahrnahmen, ohne ihn zu essen.

Und wie verhält es sich beim Menschen?

Die Wissenschaftler führten Hirnscans an Versuchspersonen durch, die über einen Schlauch eine Zuckerlösung zu sich nehmen konnten. Sie beobachteten, dass beim Menschen die gleiche Hirnregion auf den Zucker reagierte. (ott) LABORPRAXIS 3 | 2025

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Wissenschaft & Forschung n LP 3

SILIKON, DAS BEWEGT

Vom Handschuh bis zum Herz: Muskeln aus dem 3D-Drucker Spannung wieder ab, entspannt er sich in seine Ursprungsposition.

Eine solche Struktur mittels 3D-Druck herzustellen, ist nicht trivial, weiß EmpaForscher Patrick Danner. Die zu erfüllenden Eigenschaften stünden oft in direktem Widerspruch zueinander. In Zusammenarbeit mit Forschenden der ETH Zürich ist es Dan-

Bild: Empa

Künstliche Muskeln versetzen nicht nur Roboter in Bewegung: Eines Tages könnten sie Menschen beim Arbeiten oder beim Gehen unterstützen oder verletztes Muskelgewebe ersetzen. Künstliche Muskulatur zu entwickeln, die der echten in nichts nachsteht, ist allerdings eine große technische Herausforderung. Die künstlichen Muskeln müssen nicht nur stark, sondern auch elastisch und weich sein. Im Grunde genommen sind künstliche Muskeln so genannte Aktoren: Bauteile, die elektrische Impulse in Bewegung umwandeln. Ein Team von Forschenden aus dem Empa-Labor für Funktionspolymere arbeitet an Aktoren aus weichen Materialien. Nun haben sie erstmals eine Methode entwickelt, solche komplexen Komponenten mit dem 3D-Drucker herzustellen. Die so genannten dielektrischen elastischen Aktoren (DEA) bestehen aus zwei unterschiedlichen silikonbasierten Materialien: einem leitenden Elektrodenmaterial und einem nichtleitenden Dielektrikum.

Diese Materialien greifen schichtförmig ineinander, so als verschränkte man die Finger. Legt man an den Elektroden eine elektrische Spannung an, zieht sich der Aktor wie ein Muskel zusammen. Schaltet man die

Komplexität im kleinen Rahmen: Ein 3D-gedruckter weicher Aktor oder „künstlicher Muskel“.

ner und Dorina Opris, Leiterin der Forschungsgruppe „Functional Polymeric Materials“, gelungen, viele dieser widersprüchlichen Eigenschaften unter einen Hut zu bringen: Zwei Spezialtinten, werden über eine speziell entwickelte Düse zu funktionierenden weichen Aktoren gedruckt. Ziel des Projekts ist es, einen Handschuh zu entwickeln, der virtuelle Welten greifbar macht, indem die künstlichen Muskeln durch Widerstand das Greifen von Gegenständen simulieren. Die weichen Aktoren haben jedoch weitaus mehr Anwendungsmöglichkeiten. Sie könnten herkömmliche Aktoren in Autos, Maschinen und in der Robotik ersetzen. Entwickelt man sie noch weiter, kommen sie auch für medizinische Anwendungen in Frage. Dorina Opris und Patrick Danner arbeiten bereits daran: Mit ihrem neuen Verfahren lassen sich nicht nur komplexe Formen drucken, sondern auch lange elastische Fasern. „Wenn wir sie noch etwas dünner machen, kommen wir der Funktionsweise von echten Muskelfasern schon recht nahe“, so Opris. In Zukunft könnte man aus solchen Fasern womöglich ein ganzes Herz drucken, glaubt die Forscherin. Bis dahin gibt es allerdings noch viel zu tun. (ott)

ALTMUNITION IN DER OSTSEE

Giftige Munitionschemikalien in Wasserproben der Ostsee nachgewiesen kartiert werden. Doch sprengstofftypische Verbindungen breiten sich über die Versenkungsgebiete hinaus im Wasser aus. Diese Belastung wird mit fortschreitender Korrosion der Metallhüllen noch zunehmen und Risiken weiter steigen, wenn die Altlasten nicht geborgen werden. Steigende Temperaturen und zunehmende Stürme im Zu-

Bild: Jens Greinert, GEOMAR

In der deutschen Ostsee liegen Schätzungen zufolge rund 300.000 Tonnen Altmunition.

Der Großteil stammt aus gezielten Versenkungen nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs. Diese Versenkungsgebiete sind bekannt, die Munition liegt überwiegend deutlich sichtbar auf dem Meeresboden und kann mit Tauchrobotern dokumentiert und

Verklappte Munitionskisten in der Lübecker Bucht: Vermutlich aufgrund unterschiedlicher Munitionstypen zeigten sich regionale Unterschiede bei der Kontamination.

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ge des Klimawandels beschleunigen den Zerfall der Munition zusätzlich.

Eine neue Studie des Geomar HelmholtzZentrums für Ozeanforschung Kiel zeigt, dass in fast jeder Wasserprobe, die in den Jahren 2017 und 2018 aus der südwestlichen Ostsee genommen wurden, Munitionschemikalien nachgewiesen werden konnten.

Die gemessenen Konzentrationen lagen meist weit unterhalb von Grenzwerten für Trinkwasser oder toxikologisch bedenklichen Schwellenwerten für Meeresorganismen. In einigen Fällen näherten sich die Werte jedoch kritischen Konzentrationen. „Die Altmunition enthält giftige Substanzen wie TNT (2,4,6-Trinitrotoluol), RDX (1,3,5-Trinitro-1,3,5-triazinan) und DNB (1,3-Dinitrobenzol), die ins Meerwasser freigesetzt werden, wenn die Metallhüllen durchrosten“, erklärt Erstautor Dr. Aaron Beck, Geochemiker am Geomar. „Diese Stoffe können die marine Umwelt und die Gesundheit von Lebewesen gefährden, da sie toxisch und krebserregend sind.“ Besonders hohe TNTKonzentrationen wurden in der Kieler Bucht gemessen, während in der Lübecker Bucht vor allem RDX und DNB nachgewiesen wurden. (ott)

LP 3 n Wissenschaft & Forschung

Blick ins Enzym

Chlorhaltige Chemikalien sind aus unserem Alltag nicht wegzudenken. Die so genannte Chlorierung, ist jedoch sehr problematisch.

Prof. Tanja Gulder, von der Uni des Saarlandes und ihr Team haben nun eine Möglichkeit gefunden, Verbindungen zu chlorieren, ohne giftiges und umweltschädliches Chlorgas zu benutzen. Im Fokus lagen lange bekannte Enzyme: die Vanadium-abhängigen Haloperoxidasen, kurz VHPOs. Die Enzyme sind, nach Modifikation, grundsätzlich dazu geeignet, für Chlorierung genutzt zu werden.

Bisher wurde dazu auf das aktive Zentrum des Blaualgen-Enzyms geschaut. Falsch, wie die aktuelle Studie nun zeigt, denn die für die Chlorierung wichtigen Modifikationen liegen außerhalb des aktiven Zentrums. (ott)

GERUCHSDATENBANK UND BESCHREIBUNGSKATALOG

Wörterbuch der Düfte: Käsefüße in 13 Sprachen

Bild: Jens Meyer/Uni Jena

UMWELTFREUNDLICHERE CHLORIERUNG

Riechen – Psychologinnen der Universität Jena haben ein Wörterbuch der Düfte veröffentlicht.

Wenn es darum geht, Gerüche zu beschreiben, gehen die Meinungen oft auseinander.

Denn bis heute lässt sich aus der chemischen Zusammensetzung von Stoffen in

unserer Umgebung nicht ohne Weiteres auf deren Geruch schließen. Um zur Lösung dieses so genannten Stimulus-Perzept-Problems beizutragen, haben Forschende der Universität Jena nun Datensätze vorgelegt, in denen sie zusammentragen, wie Tausende Testpersonen Gerüche wahrnehmen, beschreiben und klassifizieren und so eine nach eigenen Angaben fundamentale Geruchsdatenbank aufgebaut. Außerdem haben die Jenaer Forschenden gemeinsam mit internationalen Kollegen einen weiteren Datensatz erarbeitet, der Körpergerüche erfasst. Dabei entstand ein Beschreibungskatalog für verschiedene Gerüche in 13 Sprachen. Beide Datensätze könnten für medizinische Anwendungen relevant werden. (ott)

ÜBERGEWICHT ALS RISIKO FÜR STOFFWECHSELERKRANKUNGEN

Übergewichtig und gesund: Aussagekräftiger Atlas über Veränderungen in Zellen von übergewichtigen Menschen

Die Zellen des Bauchfettgewebes sind bei übergewichtigen Menschen mit Stoffwechselerkrankungen funktionell stark verändert.

eine umfangreiche Sammlung von Biopsien fettleibiger Personen mit oder ohne Stoffwechselerkrankungen. In Proben von 70 Freiwilligen untersuchten die Forschenden Zelle für Zelle, welche Gene darin wie aktiv sind. Sie machten dies für das Unterhautund das Viszeralfettgewebe. Wissenschaft und Medizin gehen davon aus, dass v. a. das tief in der Bauchhöhle liegende Viszeralfett, das die inneren Organe umgibt, für Stoffwechselerkrankungen verantwortlich ist.

Wie die Forschenden zeigen konnten, sind die Zellen im Viszeralfettgewebe von Menschen mit Stoffwechselerkrankungen funktionell stark verändert. Die Genanalysen zeigten z. B., dass die Fettzellen von kranken Menschen nicht mehr so gut Fette verbrennen können. Dafür produzierten sie vermehrt Immunbotenstoffe. „Diese lösen im

Viszeralfett von Menschen mit Übergewicht eine Immunreaktion aus“, erklärt Isabel Reinisch, Postdoc in Wolfrums Gruppe. „Es ist denkbar, dass dies die Entstehung von Stoffwechselerkrankungen begünstigt.“ Gesunde Übergewichtige haben darüber hinaus in ihrem Viszeralfett anteilsmäßig viel mehr Mesothelzellen, und diese Zellen sind bei ihnen funktionell flexibler: Die Zellen können bei gesunden Personen in eine Art Stammzell-Modus wechseln und sich so in einen anderen Zelltyp verwandeln, beispielsweise in Fettzellen. „Dass sich ausdifferenzierte Körperzellen in Stammzellen verwandeln können, ist sonst vor allem von Krebs bekannt“, sagt Reinisch. „Wir vermuten, dass die flexiblen Zellen am Rand des Fettgewebes bei gesunden Übergewichtigen eine unproblematische Ausdehnung des Gewebes ermöglichen.“ Schließlich fanden die Wissenschaftler auch, dass ein bestimmter Typ von Vorläuferzellen lediglich im Viszeralfett von Frauen vorhanden ist. „Dies könnte Unterschiede in der Entstehung von Stoffwechselerkrankungen zwischen Männern und Frauen erklären“, sagt Reinisch. (ott)

Bild: © Usty - stock.adobe.com

Wer stark übergewichtig ist, hat zwar ein größeres Risiko für Diabetes, Bluthochdruck oder einen erhöhten Cholesterinwert. Aber nicht alle übergewichtigen Personen entwickeln solche Stoffwechselerkrankungen.

Rund ein Viertel aller stark Übergewichtigen ist gesund, und die Wissenschaft versucht herauszufinden, warum manche Übergewichtige krank werden und andere nicht.

Eine umfassende Studie von Forschenden aus Zürich und Leipzig liefert dafür nun wichtige Grundlagen: Die Forschenden erstellten einen detaillierten Atlas mit Daten von gesunden und kranken übergewichtigen Menschen. „Unsere Ergebnisse eignen sich für die Suche nach zellulären Markern, die etwas über das Risiko für Stoffwechselerkrankungen aussagen“, erklärt Adhideb Ghosh, Oberassistent in der Gruppe von ETH-Professor Christian Wolfrum. „Außerdem sind die Daten für die Grundlagenforschung sehr interessant. Sie könnten helfen, neue Therapien gegen Stoffwechselkrankheiten zu entwickeln.“ Für diese Studie nutzten Ghosh und Kollegen die „Leipzig Obesity Biobank“,

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Special PFAS n Interview

RECYCLIERBARES ADSORBERMATERIAL FÜR DIE PFAS-ENTFERNUNG

Mit PFAS-Adsorber-Perlen gegen die Ewigkeit Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) sind in Böden, Gewässern und in Lebewesen allgegenwärtig. Eine optimale Lösung, die potentiell gesundheitsschädlichen „Ewigkeitschemikalien“ insbesondere aus unserem Trinkwasser zu entfernen, existiert bisher jedoch nicht. Ein interdisziplinäres Forscherteam will dazu nun eine gleichermaßen effiziente wie nachhaltige Methode entwickeln.

DAS INTERVIEW FÜHRTE

Dr. Ilka Ottleben Redakteurin LABORPRAXIS

PFAS (per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen) sind als langlebige, mobile und schwer abbaubare Chemikalien bekannt, die extrem lange in der Umwelt und im Körper nachweisbar sind. Warum sind PFAS so gefährlich?

Dr. Jana Falkenhagen: Diese Chemikalien fallen bei der Herstellung, Verwendung und Entsorgung verschiedenster Alltagsgegenstände wie z. B. Outdoorkleidung, Kaffeebechern, Kosmetik, Fast-Food-Verpackungen, Imprägniersprays, Zahnseide, Backpapier, Feuerlöschschaum, Skiwachs, Polsterreinigern und sogar in einigen Medizinprodukten wie chirurgischen Instrumenten oder Stents an. Sie werden auch als „Ewigkeitschemikalien“ bezeichnet, da sie extrem persistent sind und weder in der Umwelt noch im Körper abgebaut werden. Infolgedessen reichern sie sich in Böden, Gewässern und in Lebewesen an.

Einige Vertreter dieser Stoffgruppe stehen im Verdacht, verschiedene gesundheitliche Probleme zu ver-

ursachen, z. B. die Beeinträchtigung des Immunsystems, was zu einer verminderten Wirkung von Impfungen führen kann. Auch werden eine verringerte Fruchtbarkeit, Schwangerschaftsbluthochdruck, erhöhte Cholesterinwerte, ein erhöhtes Diabetesrisiko und eine erhöhte Krebsgefahr (Nieren und Hodenkrebs) mit der Wirkung von PFAS in Verbindung gebracht.

Alle Auswirkungen hängen natürlich von der Dosis, der Dauer und der Häufigkeit der Exposition sowie individuellen Faktoren ab.

Prof. Dr. Mohsen Adeli: Medizinische Grenzwerte der meisten PFAS liegen im Bereich von Nanogramm pro Liter (im Trinkwasser), d. h. über dieser Konzentration können Gesundheitsrisiken entstehen.

Es ist sehr wichtig, effektive Wege zu finden, um PFAS aus der Umwelt zu entfernen. Das Forschungsprojekt „Biogene und zirkuläre Ansätze zur Entfernung von PFAS mit ligninbasierten Adsorbermaterialien“ der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) in Kooperation mit der Freien Universität Berlin und dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) hat sich zum Ziel gesetzt, eine umweltfreundliche Methode zur Entfernung von PFAS aus kontaminiertem Wasser zu entwickeln. Wie genau soll das passieren?

Dr. Jana Falkenhagen Studium der Chemie, Martin-Luther-Universität, Halle/Saale; 1998 Promotion Dr. rer. nat. an der Technischen Universität Berlin; seit 2000 Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Abteilung Materialchemie; seit 2016 stellvertretende Leiterin des Fachbereiches Strukturanalytik; Forschungsinteressen: Entwicklung von Kopplungstechniken zur Charakterisierung komplexer Polymere und Copolymere, (LC-MALDI/ESI-MS, FTIR; 2D-LC); die Analytik und Valorisierung biologisch abbaubarer und biobasierter Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen mittels „grüner“ Verfahren wie der Mechanochemie stehen dabei im Mittelpunkt der aktuellen Arbeiten; Mitglied des DIN, Entwicklung der bestehenden SEC-Normen und der technischen Leitlinie zur LCCC

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Bild: Bundesanstalt für Materialforschung u.-prüfung (BAM)

LP ZUR PERSON

Interview n Special PFAS LP ZUR PERSON

Bild: Freie Universität Berlin

Prof. Dr. Mohsen Adeli 1993-1997 Bachelorstudium in Pure Chemistry, Lorestan University, Iran; 1998-2001 Masterstudium in Organic Chemistry, Tabriz University, Iran; 20012005 Promotion bei Prof. Hassan Namazi, Organic Chemistry, Tabriz University, Iran; 2004-2005 Forschungsstipendium, Universität Dortmund; 2005-2009 Assistenz-Professor, Organic and Polymer Chemistry, Lorestan University, Iran; Seit 2013 Professor für Organic and Polymer Chemistry, Lorestan University, Iran; zwischenzeitlich 2021-2023 Professor für Organic and Polymer Chemistry, Sharif University of Technology, Iran; Seit 2014 Gast-Professor für Organische und Polymerchemie an der Freien Universität Berlin; Forschungsinteressen:Nachhaltige Chemie, bioabbaubare Polymere, Synthese von COF´s und MOF´s und deren Anwendung in der Umwelt, regenerative Medizin

Adeli: Aufgrund der Gesundheitsrisiken und der negativen Auswirkungen von PFAS auf verschiedene Ökosysteme haben diverse Forschungsgruppen weltweit zahlreiche Anstrengungen unternommen, Adsorbermaterialien zur PFAS-Entfernung zu entwickeln. Wir sind jedoch noch weit von einer optimalen Lösung entfernt, um PFAS effizient aus unserer Umwelt und insbesondere im Trinkwasser beseitigen zu können.

In diesem Projekt wird Lignin mit fettähnlichen Verbindungen funktionalisiert, um positiv geladene Trägermaterialien zu erhalten, die hydrophobe, also „fettfreundliche“ sowie Ladungswechselwirkungen mit negativ geladenen PFAS-Molekülen eingehen können. Die Kombination dieser beiden treibenden Kräfte mit den intrinsischen Eigenschaften von Lignin resultiert in PFAS-Sorbentien hoher Effizienz. Um die Verarbeitbarkeit dieser Trägermaterialien zu optimieren, erfolgt eine Umwandlung in kugelförmige Partikel mithilfe von Glycerin. Das resultierende Produkt sind vollständig biobasierte Adsorberkügelchen, welche eine effiziente Entfernung von PFAS aus dem Wasser gewährleisten sollen.

Warum haben Sie Lignin und Glycerol als Ausgangsstoffe für die Entwicklung der so genannten funktionalisierten Adsorberperlen gewählt?

Falkenhagen: Beide Stoffe sind biogene Materialien, die in großen Mengen als Nebenprodukte in der Industrie anfallen und bisher nicht oder in nur sehr geringem Umfang stofflich verwertet werden. Lignin ist ein wertvolles Produkt, dass nach der Papier- und Zellstoffproduktion in großen Mengen vorliegt. Glycerol fällt als Nebenprodukt bei der Herstellung von Biodiesel an.

Adeli: Bisher wird Aktivkohle als PFAS-Adsorber verwendet. Diese ist jedoch ein fossiles Material und kann die PFAS-Konzentration nicht unter den empfohlenen Grenzwert senken. In diesem Projekt wollen wir PFASAdsorber aus den genannten biogenen Materialien, basierend auf nachwachsenden Rohstoffen, entwickeln.

Diese sorgen somit nicht nur für PFAS-armes Wasser, sondern steigern auch die industrielle Wertschöpfung.

Unsere PFAS-Adsorber sollen in einem Kreislaufsystem arbeiten, d. h. sie könnten mehrmals verwendet werden.

Wir verfolgen einen neuen „grünen“ Ansatz, um adsorbierte PFAS durch Recycling aus unseren Adsorbern zu entfernen. Am Ende ihrer Lebensdauer sollen die PFASfreien Adsorber im Boden durch Pilze abgebaut werden.

Unser Ziel ist also eine umweltfreundliche Methode mit minimalen negativen Auswirkungen auf die Umwelt.

Welche Ziele sollen im Rahmen des vierjährigen Projektes, welches von der Volkswagen-Stiftung gefördert wird, erreicht werden?

Falkenhagen: Neben dem Hauptziel, ein Material herzustellen, dass die Fähigkeit und eine große Kapazität besitzt PFAS zu adsorbieren, soll ein zirkulärer Ansatz ermöglichen, einen geschlossenen Stoffkreislauf zu etablieren.

Zu unseren wichtigsten Zielen gehört demnach die Rezyklierbarkeit des Materials zu erforschen. Die aufgenommenen Schadstoffe müssen sicher entfernt und zerstört werden, damit das Adsorbermaterial in mehreren Zyklen wiederverwendet werden kann. Dazu soll innerhalb des Projektes ein effektives Recyclingverfahren entwickelt werden.

Am Ende der Lebensdauer soll das Adsorbermaterial schadstofffrei wieder dem Boden zugeführt werden.

Neben der langfristigen Bewertung der Wiederverwertbarkeit der unbelasteten Adsorberperlen nach der PFASDesorption werden die potenziellen ökologischen Auswirkungen und die Biokompatibilität dieser unbelasteten Harze im Boden untersucht.

Ein weiterer Schwerpunkt beinhaltet das Up-scaling des im Labormaßstab optimierten Materials auf eine Größenordnung, die den Einsatz im Pilotmaßstab erlaubt. Diese Technologien werden von unseren Projektbeteiligten am Fraunhofer Institut für Angewandte Polymerforschung erforscht und entwickelt.

Wir wollen gemeinsam eine robuste und sichere begleitende Analytik auch über die Projektlaufzeit hinaus etablieren, die zur Qualitätssicherung des Materials beiträgt. Das bedeutet in erster Linie Untersuchungen zur Qualität und Beschaffenheit der Ausgangsstoffe, analytischer Nachweis der Funktionalisierung der Materialien sowie Untersuchungen zur Oberflächenbeschaffenheit, zur Porosität und zum Quellverhalten der vernetzten Materialien. Nachfolgende statische und dynamische Experimente zur Beladung des Trägermaterials mit verschiedensten im Oberflächenwasser vorkommenden PFAS-Spezies werden mit Untersuchungen zur Adsorptionskapazität und Adsorptionskinetik begleitet. Dabei wird die Abnahme der Konzentration in den Wasserproben in Relation zum eingesetzten Adsorbermaterial verfolgt. Regenerierte Materialien werden über mehrere Zyklen auf PFAS-Freiheit getestet um eine langfristige Wiederverwendbarkeit zu bewerten. (ott)

LABORPRAXIS 3 | 2025

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1 Die wasserdichte Beschichtung von Kleidung enthält häufig PFAS.

PFAS

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PFAS

DAS ZEBRAFISCHMODELL ALS SCREENING-TOOL FÜR NEUROTOXIZITÄT

Toxikologische Auswirkungen von PFAS im Fokus Erst kürzlich titelte die Tagesschau: „Hoch belasteter Meeresschaum an Nord- und Ostsee“. An der deutschen Küste wurden Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) in Konzentrationen bis nahezu 4.000-fach oberhalb des dänischen Grenzwerts für Badegewässer gemessen [1].

Doch welche Auswirkungen haben PFAS, auch oft Ewigkeitschemikalien genannt, auf unsere Gesundheit und wie werden diese erforscht?

P VERFASST VON

Leonie Schweiger Forschung

Camila Lima Zanini Forschung

Siraz Kader Forschung Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), Leipzig

FAS sind aufgrund ihrer wasser- und fettabweisenden sowie tensidähnlichen Eigenschaften in der Industrie und in Produkten des täglichen Lebens, wie etwa beschichteten Pfannen oder wasserdichter Beschichtung von Kleidung, weit verbreitet. Aufgrund ihrer Stabilität reichern sich bestimmte PFAS in der Umwelt und auch im menschlichen Körper an. Diese PFAS sind weltweit in Blutproben nachweisbar, auch bei Schwangeren und Kindern. Dies ist besonders besorgniserregend, da PFAS nicht nur im Verdacht stehen, krebserregend zu sein, sondern in Tierversuchen auch Entwicklungsstörungen nach Exposition im frühen Lebensalter auftraten.

Aufgrund der hohen Bandbreite an unterschiedlichen chemischen Strukturen in der Gruppe der PFAS ist das Wissen über die toxischen Auswirkungen jedoch begrenzt und der Forschungsbedarf ist groß. Dabei liegt ein Fokus auf der Entwicklung neuer Testmethoden für die Toxizitätsbewertung. Die derzeitige Bewertung der Entwicklungsneurotoxizität erfolgt (nach OECD-Standard)

12 LABORPRAXIS 3 | 2025

anhand von Studien an Nagetieren. Problem: Pro Chemikalie nehmen diese mehr als ein Jahr Zeit sowie Kosten von mehr als einer Million Dollar in Anspruch und werfen zudem ethische Bedenken auf. In der Praxis finden diese Studien daher kaum Anwendung.

Das Zebrafischmodell als Screening-Tool für die Humantoxikologie Hier setzt die Forschungsgruppe um Toxikologin Prof.

Dr. Tamara Tal am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig an: Ihre Gruppe nutzt den Zebrafisch als Modellorganismus. Zu den Vorzügen dieses Modells für die Untersuchung von Entwicklungsneurotoxizität gehört unter anderem, dass im Gegensatz zu Nagetier-Studien keine zusätzlichen Muttertiere eingesetzt werden müssen, denn Zebrafisch-Embryonen entwickeln sich außerhalb des Muttertiers, und das vergleichsweise schnell. Die Organbildung ist bereits nach drei Tagen abgeschlossen und schon fünf Tage nach der

Kits & Arrays n Special PFAS

Effekte von Testchemikalien auf stereotypische, genetisch codierte Schwimm-Verhaltensweisen von Zebrafischlarven können im Labor durch gezielte, visuelle Licht-Dunkel-Reize getestet werden. Viele Studien der letzten Jahre zeigten, dass sich Zebrafische nach PFASExposition während einer längeren Dunkelphase (20 min) deutlich mehr bewegten als nicht-belastete Kontrollfische [2]. Diese Hyperaktivität wird als Zeichen eines Angstzustandes und damit als Indikator für veränderte neurologische Funktionen angesehen.

PFAS

PFAS

PFAS-Exposition erhöht Schreckreaktion von Zebrafischlarven PFAS

PFAS

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PFAS PFAS

Bild: © EVERST - stock.adobe.com

PFAS

Befruchtung können stereotypische, genetisch codierte Verhaltensweisen untersucht werden, die einen Aufschluss über die Funktionalität des Nervensystems geben können. Des Weiteren sind circa 70 Prozent aller menschlichen Gene und 82 Prozent der mit Krankheiten assoziierten menschlichen Gene auch in Zebrafischen vorhanden. Diese Eigenschaften machen das Zebrafischmodell zu einem vielversprechenden Screening-Tool auch für die Humantoxikologie.

In einer neuen Studie von Prof. Tals Arbeitsgruppe unter Leitung des Doktoranden Sebastian Gutsfeld konnte nun ein weiterer, bisher nicht beschriebener Effekt nachgewiesen werden: Zebrafischlarven, die während der Entwicklung ihres Nervensystems bestimmten PFAS ausgesetzt wurden, zeigten nicht nur die zuvor beobachtete Hyperaktivität über einen längeren Zeitraum, sondern auch eine erhöhte Schreckreaktion auf den Reizwechsel von Dunkel zu Hell [3]. Anhand der Schreckreaktion (s. LP-Info-Kasten) konnte auch zwischen akuter Neurotoxizität und Entwicklungsneurotoxizität differenziert werden: Die erhöhte Schreckreaktion trat nur bei Zebrafischlarven auf, die während der Entwicklung des Nervensystems PFAS ausgesetzt waren, während Zebrafischlarven mit intaktem Nervensystem nach akuter Exposition kurz vor den Tests kein abnormales Verhalten zeigten. Diese Ergebnisse legen nahe, dass PFAS-Exposition die korrekte Entwicklung der für die Schreckreaktion verantwortlichen nervlichen Verbindungen stört.

Um herauszufinden, welcher molekulare Mechanismus dafür verantwortlich ist, kombinierten die Forschenden den Zebrafisch-Verhaltenstest mit molekulargenetischen Untersuchungen: Zunächst wurden mithilfe von RNA-Sequenzierungen Unterschiede in der Genexpression der exponierten Zebrafische analysiert.

Dabei wurden Gene von Rezeptoren identifiziert, die während der PFAS-Exposition hochreguliert waren und damit mögliche molekulare Ziele der getesteten PFAS darstellen. Mithilfe genetisch modifizierter Zebrafischlarven sollten zwei Dinge untersucht werden. Zum einen

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Special PFAS n Kits & Arrays

die Forschenden zum einen, dass die modifizierten Gene molekulare Ziele der getesteten PFAS darstellen und zum anderen, dass deren Aktivierung entscheidend zu nachhaltigen Veränderungen der Teile des Nervensystems beiträgt, die die Schreckreaktion steuern. Da die identifizierten Gene und Rezeptoren auch im menschlichen Körper vorkommen, kann womöglich derselbe Wirkmechanismus auch bei Menschen zu neurologischen Entwicklungsstörungen führen.

Bild: Sebastian Gutsfeld, UFZ

Hochdurchsatzscreening neuer Chemikalien

2 Darstellung des VMR Tests: aufgezeichnete Bewegung der PFAS-exponierten Zebrafischlarven in grün und der nicht-exponierten Kontrollfische in grau (übernommen aus Gutsfeld et al. Environmental Health Perspectives, 2024)

Bild: Nadia K. Herold, UFZ

sollte die Frage geklärt werden, ob die hochregulierten Gene molekulare Ziele der PFAS darstellen und zum anderen, ob deren Aktivierung eine Ursache für die Hyperaktivität in der Schreckreaktion ist. Um diese Fragen zu beantworten, wurden genetisch modifizierte Zebrafischlarven erzeugt, bei denen die entsprechenden Gene vor der Exposition mit PFAS ausgeschaltet wurden und damit als molekulare Ziele nicht mehr zur Verfügung standen. Diese modifizierten Fischlarven zeigten nun Schreckreaktionen auf Kontrollniveau nicht modifizierter und nicht exponierter Larven als Reaktion auf den Reizwechsel, trotz PFAS-Exposition. Hieraus schlossen

Das Testsystem wird von Prof. Tals Arbeitsgruppe kontinuierlich weiterentwickelt, um weitere neurologisch relevante Endpunkte einzubeziehen. So wurde der Test um eine Serie akustischer Reize zum „Visual- and Acoustic Motor Response“ (VAMR) Test erweitert. Dadurch können nun Effekte von Chemikalien auf weitere neurologische Funktionen wie Habituation (sukzessive Reaktionsabnahme als Adaption auf wiederholte Reizstimulation), Potenzierung (Verstärkung einer Reaktion durch sukzessive Reizaufnahme) und das Erinnerungsvermögen erfasst werden.

In ihrer neuesten Studie unter Leitung von Dr. David Leuthold [4] wurde der VAMR-Test mit bekannten neuroaktiven Wirkstoffen validiert. Anschließend wurde bei Chemikalien mit unbekannten Effekten nach ähnlichen Verhaltensmustern im VAMR-Test gesucht. So ist es den Forschenden zum Beispiel gelungen, die Wirkung von Chlorophen zu identifizieren, ein Biozid, welches die Habituation verringert und einen sedierenden Effekt, gefolgt von einer Erregungsflutung, erzeugt. Die entdeckte Wirkweise konnte in Nagetier- und menschlichen Nervenzellsystemen bestätigt werden.

Mit diesen Erkenntnissen unterstreichen die Studien das Potenzial des Zebrafischmodells: Es kann nicht nur als schnelles und kostengünstiges Screening-Tool für Neurotoxizität von Chemikalien wie PFAS eingesetzt werden, sondern auch dazu beitragen zu verstehen, wie diese im menschlichen Körper wirken.

Während es innerhalb der EU Bestrebungen gibt, den Einsatz von PFAS in Zukunft stärker zu beschränken, steigt die Anzahl neuer Chemikalien weiter stetig an.

Um eine Risikobewertung dieser Chemikalien zu gewährleisten, bevor sie auf den Markt kommen, sind Hochdurchsatzmethoden als Screening-Tools essenziell.

3 Nahaufnahmen einer Zebrafischlarve fünf Tage nach Befruchtung

14 LABORPRAXIS 3 | 2025

Kits & Arrays n Special PFAS

LP INFO

Visual Motor Response (VMR) Assay Der „Visual Motor Response“ (VMR) Test, auch Visuomotorischer Reaktionstest genannt, untersucht das Bewegungsverhalten von Zebrafischlarven in Reaktion auf Lichtreize. Die Larven werden dabei unterschiedlichen Licht- und Dunkelperioden ausgesetzt, wobei ihre Bewegungsrate als zurückgelegte Strecke pro Sekunde erfasst wird.

Beim Ausschalten des Lichts erhöhen Zebrafischlarven ihre Bewegung und zeigen eine Schreckreaktion (engl. visual startle response, VSR), ein evolutionär konserviertes Verhalten zur Flucht vor Gefahren. Wenn während der Lichtphasen (L1 und L2), der Schreckreaktionen (VSR1 und VSR2) oder der Dunkelphasen (D1 und D2) im Vergleich zur nicht exponierten Kontrollgruppe eine erhöhte Bewegung festgestellt wird, so wird von Hyperaktivität gesprochen. Mit diesem Testsystem kann das Schwimmverhalten der Larven in Reaktion auf visuelle Reize als Funktionsauslese für die korrekte Entwicklung des Nervensystems genutzt werden.

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Mit einer Testdauer von nur fünf Tagen sowie der Möglichkeit, 96 Larven pro Stunde gleichzeitig analysieren zu können, bietet sich der VAMR-Test als neues und effizientes Werkzeug an, um prospektiv Chemikalien auf ihr neuroaktives Potenzial zu testen und so zur nachhaltigen Chemikaliensicherheit beizutragen. (ott) Quellen: [1] https://www.tagesschau.de/investigativ/swr/pfas-ostseenordsee-100.html [2] Gaballah, Shaza, Adam Swank, Jon R. Sobus, Xia Meng Howey, Judith Schmid, Tara Catron, James McCord, Erin Hines, Mark Strynar, and Tamara Tal. “Evaluation of Developmental Toxicity, Developmental Neurotoxicity, and Tissue Dose in Zebrafish Exposed to GenX and Other PFAS.” Environmental Health Perspectives 128, no. 4 (April 2020): 047005. https://doi. org/10.1289/EHP5843.

[3] Gutsfeld, Sebastian, Leah Wehmas, Ifeoluwa Omoyeni, Nicole Schweiger, David Leuthold, Paul Michaelis, Xia Meng Howey, et al. “Investigation of Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Genes as Requirements for Visual Startle Response Hyperactivity in Larval Zebrafish Exposed to Structurally Similar Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS).” Environmental Health Perspectives 132, no. 7 (July 2024): 077007. https://doi. org/10.1289/EHP13667.

[4] Leuthold, David, Nadia K. Herold, Jana Nerlich, Kristina Bartmann, Ilka Scharkin, Stefan J. Hallermann, Nicole Schweiger, Ellen Fritsche, and Tamara Tal. “Multi-Behavioral Phenotyping in Zebrafish Identifies a Novel Disruptor of Non-Associative Learning with Environmental and Human Relevance.” bioRxiv, October 15, 2024. https://doi.org/10.1101/2024.09.25.613874.

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Special PFAS n Chromatographie

NACHWEISMETHODEN MITTELS LC-MS

Keine Überraschung: Ei mit PFAS PFAS reichern sich in der Umwelt an und gefährden Natur und Gesundheit.

Es ist daher wichtig, sie zuverlässig in Wasser- und Lebensmittelproben zu überwachen, etwa per LC-MS. Wir zeigen u. a. eine Beispielanalyse von PFAS in Hühnereiern.

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P

FAS sind Segen und Fluch zugleich. Sie sind beständig gegen UV-Licht und Witterungseinflüsse, fett- und wasserabweisend sowie thermisch stabil.

Aufgrund dieser Eigenschaften kommen die als Ewigkeitschemikalien bekannten Substanzen in vielen Bereichen des Alltags zum Einsatz, etwa in Flammschutzmitteln, Lebensmittelverpackungen oder Beschichtungen von der Regenjacke bis zur Bratpfanne. Doch immer mehr Studien zeigen für die vielseitig genutzten Perund Polyfluoralkylsubstanzen gesundheitsschädliche Effekte. Sie stehen sogar in Verdacht, krebserregend zu sein. Problematisch ist auch, dass sie in der Natur nicht abgebaut werden: Sie reichern sich in der Umwelt an und gelangen somit in die Nahrungskette. Zur Sicherheit von Mensch und Umwelt haben die Behörden daher entsprechende Grenzwerte für Trinkwasser und Lebensmitteln definiert.

Daher ist es wichtig, die Konzentration von PFAS in unserem Trinkwasser und Lebensmitteln zu überwachen, um Überschreitungen der Grenzwerte festzustel-

1 In Hühnereiern wurden PFAS in unterschiedlichen Konzentrationen nachgewiesen

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len. Neben der Analyse mittels GaschromatographieMassenspektrometrie (GC-MS) eignet sich auch die Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS), um PFAS-Gehalte zu erfassen und zu kontrollieren. Dabei gibt es diverse mögliche Anwendungen der LC-MS in der PFAS-Analyse.

Nachweis von PFAS mittels LC-MS Die wohl am häufigsten verwendete Technologie zur Kontrolle von PFAS in Wasser und Lebensmitteln ist die Kopplung von Flüssigkeitschromatographie mit der Triple-Quadrupol-Massenspektrometrie. Mit dieser Technologie untersuchen Chemiker PFAS in unterschiedlichsten Matrices, und das hochsensitiv und schnell.

Hier steht vor allem die so genannte Target-Analytik im Vordergrund. Das bedeutet, dass die Zielanalyten bereits während der Datenaufnahme bekannt sind und genau diese in der Analyse erfasst werden. Der Vorteil der Methode ist eine zuverlässige Quantifizierung.

Bild: © Ирина Щукина, Lost_in_the_Midwest - stock.adobe.com

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PFAS in Trinkwasser Die Wasserkontrolle auf verschiedene PFAS ist spätestens nach der Anpassung der Trinkwasserrichtlinie vor wenigen Jahren in vielen Umweltlaboren erneut zum relevanten Thema geworden. Für die Analyse kommen als Methoden sowohl die Direktinjektion als auch die Online-Festphasenextraktion (SPE, Solid Phase Extraction) infrage.

Durch die Online-SPE lässt sich mehr Volumen injizieren und so noch einmal die Empfindlichkeit steigern.

Dagegen ist der Methodenaufbau bei der Direktinjektion einfacher und die Laufzeit der Analytik in der Regel kürzer.

Für die Direktinjektion unterstützt der SIL-40 Autosampler von Shimadzu die Analyse durch vielseitige PreTreatment-Programme. Das Gerät ermöglicht bspw. eine Co-Injektion, die den Vorteil bietet, dass schnell eluierende Peaks fokussiert werden, die chromatographische Auflösung hoch bleibt und die Peakhöhe maximiert wird.

Abbildung 2 zeigt eine exemplarisch ermittelte Kalibriergerade sowie ein Chromatogramm einer in der Trinkwasserrichtlinie relevanten PFAS-Spezies. Die dort dargestellten Ergebnisse wurden mit Direktinjektion aufgenommen. Weitere Beispielchromatogramme sind in der Online-Version dieses Beitrags auf www.laborpraxis.de zu finden.

0.8

0.9

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2 MRM-Chromatogramm und Kalibriergerade einer PFAS mittels Direktinjektion

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Die Bestandteile unserer b.safe Caps für den spezifischen Nachweis von PFAS, insbesondere in der Analyse von Umwelt- und Produktsamples, sind frei von Polyhalogenolefinen. www.bsafe.de/pfascaps

TOF-MS findet unbekannte Substanzen Es kann vorkommen, dass neue oder noch nicht in Richtlinien aufgenommene PFAS im Wasser zu finden sind.

Diese unbekannten Substanzen können aber genauso relevant für gesundheitsschädliche Effekte und künftige Grenzwerte sein. Um sie in der Wasseruntersuchung aufzuspüren, wird im Gegensatz zur Target-Analytik die so genannte Non-Target-Analytik durchgeführt. In diesem Fall geht es darum, die Analyten in der Probe zu finden und zu identifizieren. Für diesen Zweck hat sich die hochauflösende Massenspektrometrie durchgesetzt, z. B. mithilfe eines Flugzeitmassenspektrometers (TOF-MS, Time-of-flight-MS) wie dem LCMS-9050 von Shimadzu.

Neben einer guten Auflösung der Signale spielt hier die Massengenauigkeit eine entscheidende Rolle, um einen sicheren Abgleich mit einer entsprechenden PFAS-Datenbank durchzuführen.

Es sind zudem besondere Berechnungen vonnöten, um noch nicht bekannte PFAS aus den Signalen zu ermitteln. Indem die Software bestimmte Massendefekte

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Treffen Sie die Experten von Shimadzu auf den LAB-SUPPLY-Messen, z. B. am 9. April 2025 in Münster. Alle Infos und Termine auf www.labsupply.info Ab Seite 20 finden Sie eine Marktübersicht zu Massenspektrometern, in der auch die Systeme von Shimadzu vertreten sind.

LABORPRAXIS 3 | 2025

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QuEChERS AOAC Salz hinzufügen kräftig schütteln

kräftig schütteln Zentrifugieren

Überstand Niederschlag Wasser Übermäßiges Extraktionssalz

10 ml ACN + 1% Ameisensäure

3 Schema der Probenvorbereitung zur Untersuchung von PFAS in Ei

Bild: Shimadzu

10 g Ei Interne Standards hinzufügen

filtert und spezifische Fragment-Ionen betrachtet, findet das System mit hoher Wahrscheinlichkeit die entscheidenden Hinweise auf bisher unbekannte PFAS.

Lebensmittelanalyse: PFAS in Eiern Den Nachweis von Per- und Polyfluoralkylsubstanzen in Lebensmitteln zeigt die beispielhafte Analyse von Hühnereier-Proben auf PFAS. Probenvorbereitung: Zunächst stellten die Chemiker mithilfe von 27 PFAS-Standards und eines internen Standards eine Kalibrierreihe her. Als Matrix dienten hier mit QuEChERS aufgearbeitete Hühnereier.

QuEChERS ist ein Akronym für „Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe“ und bezeichnet eine schnelle, einfache, kostengünstige, effektive, robuste und sichere Art der dispersiven Festphasenextraktion als Probenvorbereitung in der Lebensmittelanalytik. Der Konzentrationsbereich lag je nach Komponente bei 0,001 oder 0,025 ng/ml bis 1 ng/ml.

Analyse: Bei den Hühnereiern handelte es sich um frei im Supermarkt erwerbliche Eier, welche aus fünf unterschiedlichen Betrieben stammten. Nach der Zugabe des internen Standards in die Eier bzw. Proben wurden diese ebenfalls mithilfe von QuEChERS extrahiert (Abb. 3) und anschließend mit der LC-MS analysiert. Einsatz fanden

LP INFO

PFAS-Beschränkungen Für Lebensmittelverpackungen sind ab 12. August 2026 folgende Grenzwerte geplant: 25 ppb für einzelne PFAS (ausgenommen polymere PFAS) 250 ppb für die Summe der gezielt messbaren PFAS (ohne polymere PFAS) 50 ppm (50.000 ppb) für alle PFAS in einer Probe, einschließlich polymerer PFAS Die novellierte Trinkwasserverordnung in Deutschland sieht folgende Trinkwassergrenzwerte vor: ab 12. Januar 2026: Der Summenparameter PFAS-20 (Summe von 20 ausgewählten PFAS) darf 100 ng/l nicht überschreiten. ab 12. Januar 2028: Für die vier kritischsten PFAS (PFOS, PFOA, PFNA, PFHxS) gilt ein Grenzwert von 20 ng/l.

Ein PFAS-Verbot von über 10.000 Substanzen soll voraussichtlich im April 2026 in Kraft treten. Als Ergänzung der REACH-Verordnung würden dann Undecafluorhexansäure (PFHxA), ihre Salze und verwandte Stoffe beschränkt.

18 LABORPRAXIS 3 | 2025

hier das Triple-Quadrupol-Massenspektrometer LCMS8060NX und die UHPLC Nexera X3 von Shimadzu. Bei dieser Applikation wurde eine Online-SPE verwendet, wobei durch die Option der so genannten „Stacked Injection“ des Autosamplers fünfmal 10 µl Probe injiziert wurden, gefolgt von Wasser, um das organische Lösemittel der Trap Column zu spülen und somit die Ladekapazität zu steigern.

Ergebnis: In allen untersuchten Eierproben haben die Laboranten PFAS nachgewiesen. Bei drei Proben lag die Konzentration unter dem LOQ (Limit of Quantification), war also lediglich qualitativ detektierbar. In den anderen beiden Eierproben gab es aber eine hohe Konzentration an PFAS (Tabelle 1). Vor allem PFOA und PFOS fanden sich in erheblicher Konzentration: In Probe B beträgt allein der PFOS-Gehalt ca. 0,3 ng/ml. Die European Food Safety Authority (EFSA) gibt als Grenzwert die Aufnahme von nur 4,4 ng PFAS pro Kilogramm Körpergewicht pro Woche an. Davon ausgehend, dass ein Ei insgesamt ca. 60 ml Eiklar und Eigelb enthält, ergibt sich eine PFOSMenge von 18 ng pro Ei. Zum Vergleich: Für einen 75 kg schweren Menschen beträgt die tägliche Höchstgrenze umgerechnet 47 ng PFAS insgesamt.

Ausblick Die Nachfrage nach einer zuverlässigen Methode zum Nachweis von PFAS ist groß und wird in Anbetracht der zunehmend strengeren Grenzwerte wohl weiter an Bedeutung gewinnen.

Ein bereits angekündigtes Verbot für bestimmte PFAS unterstreicht, dass die permanente Kontrolle dieser Substanzen unverzichtbar ist. Wie gut eine solche Überwachung gelingt, hängt eng mit der Qualität des Laborequipments zusammen. Durch die stetigen Optimierungen im Bereich der Massenspektrometrie ist davon auszugehen, dass in Zukunft noch empfindlichere Messungen der PFAS möglich sein werden, was wiederum noch strengere Grenzwerte umsetzbar macht – zumindest in der Theorie. (clu)

Tabelle 1: Konzentration ausgewählter PFAS Ei A

Ei B

Ei C

Ei D

Ei E

PFBA

< LOQ

0,2662

< LOQ

< LOQ

0,1912

PFBS

< LOQ

< LOQ

< LOQ

< LOQ

< LOQ

PFDA

n.n.

0,0221

n.n.

n.n.

0,0207

PFDoDA

< LOQ

0,0167

n.n.

n.n.

0,0153

PFHpA

n.n.

0,0032

n.n.

n.n.

0,0043

PFHpS

n.n.

n.n.

n.n.

n.n.

< LOQ

PFHxS

n.n.

0,0125

n.n.

< LOQ

0,0257

PFNA

n.n.

0,0273

n.n.

n.n.

0,0198

PFOA

n.n.

0,0411

< LOQ

< LOQ

0,1009

PFOS

n.n.

0,3121

n.n.

n.n.

0,2567

PFPeA

n.n.

n.n.

0,0114

n.n.

n.n.

PFTrDA

n.n.

0,0125

n.n.

n.n.

0,0151

PFTrDA

n.n.

0,0182

n.n.

n.n.

0,0162

PFUnDA

n.n.

0,0144

n.n.

n.n.

0,013

PFUnDS

n.n.

n.n.

n.n.

n.n.

0,0026

Produkte n Special PFAS

HPLC-ZUBEHÖR

Effizientes System für die PFAS-Analytik

Bild: Bohlender

Bei der Analytik von PFAS dürfen keine perund polyfluorierten Alkylverbindungen durch die Gerätschaften selbst in die Probe gelangen. Die HPLC Cap PFAS-Analytik von B Safe ist frei von Polyhalogenolefinen und damit uneingeschränkt für die PFAS-Analytik geeignet. Sie besteht aus einer robusten Schraubkappe für Gewinde GL45, einem frei drehbaren Einsatz aus PP und PE-Fittings für Kapillaren mit einem Außendurchmesser von 3,2 mm (Gewinde UNF 1/4“ 28G). Zusätzlich enthält der Lieferumfang Blindfittings aus PE zum Verschluss nicht benötigter Anschlüsse und ein Belüftungsventil mit Wechselanzeige. Dank des Fittings aus PE können Schläuche bis zum Flaschenboden eingeführt werden, wobei der konische

Dichtkegel den Schlauch zuverlässig am Anschluss abdichtet.

Das Belüftungsventil wurde speziell auf die Volumenströme in der HPLC angepasst und verhindert das Verdunsten von Lösemitteln. Bei Unterdruck lässt es Umgebungsluft in die Flasche nachströmen, wobei die vorgeschaltete Membran Schmutzpartikel und Verunreinigungen von außen zurückhält. Mithilfe der Wechselanzeige lässt sich die sechsmonatige Standzeit leicht überwachen: Per Knopfdruck wird die Anzeige scharf gestellt. Ist sie komplett rot gefärbt, sollte das Ventil gewechselt werden.

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MESSER, SPATEL UND PINZETTEN

Nützliche Helfer im Laboralltag

Bild: Reichelt Chemietechnik

In der Welt der Wissenschaft und Forschung ist präzises Arbeiten unerlässlich. Dabei spielen die richtigen Werkzeuge eine entscheidende Rolle, um genaue, verlässliche und reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.

Unter diesen Werkzeugen nehmen Messer, Spatel, Pinzetten und anderes Laborbesteck einen besonderen Platz ein. Diese Instrumente sind in nahezu jedem Labor zu finden und werden in vielfältigen Anwendungsbereichen eingesetzt, von der Biologie über die Chemie bis hin zur Materialwissenschaft.

Die Reichelt Chemietechnik GmbH bietet ein großes Sortiment an Schneidewerkzeugen und Zubehör an.

Labormesser und Skalpelle werden in verschiedenen Ausführungen angeboten, etwa vollkommen aus Metall bzw. Edelstahl oder mit Kunststoffgriff und Metallklinge. Labormesser mit Kunststoff- oder Metallgehäusen und auswechselbaren Metallklingen, die man auch als Cuttermesser kennt, sind Schneidwerkzeuge für den Routinebetrieb, mit denen im Labor, Heimwerker- und Bastelbereich grobe, schnelle Schnitte ausgeführt werden können. So lassen sich weiche Kunststoffe und Elastomere problemlos schneiden. Zur Ausführung filigranerer Schnitte werden Präzisionsmesser verwendet.

Sie kommen etwa im Modellbau oder für Bastelarbeiten beim Schneiden von Papier, Pappe und Kunststoffen zum Einsatz.

Mikro-Präzisionsmesser, Super-Präzisionsmesser und ähnliche Messertypen weisen scharfe Klingen mit spitzer, gerader oder abgerundeter Form auf, die in einen Griff aus Kunststoff oder Metall eingesetzt werden.

Bei fast allen Messerausführungen sind die Klingen in verschiedenen Formen und Größen erhältlich, um unterschiedlichen Schneidanforderungen gerecht zu werden.

Eine ebenfalls wichtige Rolle spielen Spatel im Labor. Sie sind vielseitige Werkzeuge, die zum Portionieren von Feststoffen, Pulvern und Pasten verwendet werden. Solches Laborbesteck eignet sich gut zum Mischen und Verteilen von Chemikalien. Um den unterschiedlichen Anforderungen und Anwendungen gerecht zu werden, bietet Reichelt eine Auswahl in verschiedenen Formen, Größen und Materialien an. Löffelspatel oder Mikrolöffel sind einseitig mit einem flachen Endstück ausgestattet, meist rechteckig oder oval, und andererseits mit einem

kleinen, löffelartigen Kopf. Sie sind ideal für das Übertragen kleiner Proben von Pulver oder Granulat geeignet. Probenspatel wiederum kann man sich als kleine, spitze Schaufeln mit V-Profil vorstellen. Sie dienen der kontaminationsfreien Entnahme von Pulver- oder Granulatproben aus Beuteln oder Säcken.

Abgerundet wird das Ensemble unscheinbar wirkender Laborhelfer durch Pinzetten.

Diese Instrumente dienen dazu, kleine Objekte zu greifen. Pinzetten werden als Laborbedarf in vielen verschiedenen Variationen angeboten. Gängige Werkstoffe für die Werkzeuge sind Metall wie Edelstahl oder nickelplattierter Schmiedestahl und Kunststoffe wie Hart-Polyethylen (HDPE), Polypropylen (PP) oder Polyoxymethylen (POM).

Auch PTFE-Pinzetten, die durch das physiologisch unbedenkliche und chemisch nahezu universell inerte Material Polytetrafluorethylen hervorstechen, bietet der Hersteller an. www.rct-online.de

LABORPRAXIS 3 | 2025

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Labortechnik n Marktübersicht Quadrupol-MS

MARKTÜBERSICHT QUADRUPOL-MASSENSPEKTROMETER

Massig Analytik-Power: Geräte-Guide für QMS Welches Quadrupol-Massenspektrometer passt zu Ihren Anforderungen? Wir stellen aktuelle Technologien vor und geben Tipps für die Auswahl des nächsten QMS. Von der Wahl der Ionenquellen bis zu „weichen“ Aspekten wie Nachhaltigkeit und Wartung.

D

ie Anforderungen an die instrumentelle Analytik steigen stetig. Ob beim Nachweis von Pestiziden, Arzneimittelrückständen oder PFAS: Labore müssen Substanzen im Spurenbereich nachweisen.

Quadrupol-Massenspektrometer (QMS) haben sich dabei als Arbeitspferde der modernen Analytik etabliert.

QMS vs. TOF

1 Aus einem Massenspektrum lassen sich Analyten qualitativ und quantitativ rekonstruieren.

(Symbolbild)

Die Stärke der Quadrupol-Technologie liegt u. a. in ihrer hohen Selektivität und ihrem dynamischen Bereich, der über mehrere Größenordnungen stabil ist – vom ppt- bis in den ppm-Bereich. Damit ist sie den meisten Time-ofFlight (TOF)-Systemen überlegen. Auch in puncto Benutzerfreundlichkeit hat ein QMS i. d. R. die Nase vorn: Es ist meist einfacher zu bedienen und – insbesondere

im Hochdurchsatzbetrieb – robuster als ein TOF-Gerät.

Die Geräte sind auch deutlich kompakter geworden und können zudem durch Features wie ein automatisiertes Probenhandling erweitert werden. Darüberhinaus stellen QMS typischerweise die kostengünstigere Alternative für die Quantifizierung in der Routineanalytik dar, während TOF-MS-Systeme aufgrund ihrer besseren Auflösung eher für die Qualifizierung und sowie die NonTarget-Analytik zum Einsatz kommen.

Die Anwendungsgebiete sind vielfältig: Während im Multiple Reaction Monitoring (MRM) ein breiter Bereich erfasst wird, bietet das Single-Ion Monitoring (SIM) die Option, ausgewählte Ionen mit definierten m/z-Werten zu erfassen. So lassen sich Störsignale durch andere Verbindungen ausblenden. Dies ist besonders bei der Analyse komplexer Matrices wie Blut, Lebensmitteln oder Umweltproben hilfreich: Störsignale werden ausgeblendet, während die Zielanalyten mit höchster Empfindlichkeit quantifiziert werden.

Bild: © Agnieszka; © logos2012 - stock.adobe.com

Ionisierung: ESI genügt fast immer

20 LABORPRAXIS 3 | 2025

Die Wahl der richtigen Ionisierungsquelle beeinflusst maßgeblich die Qualität der Analysenergebnisse. Als Standardmethode für polare Moleküle hat sich die Elektrospray-Ionisation (ESI) etabliert. Sie eignet sich besonders für Proteine und andere große Biomoleküle, die durch Protonierung oder Deprotonierung ionisiert werden. Damit decken moderne, geheizte ESI-Quellen laut Angaben von Gerätehersteller Thermo Fisher 95 Prozent das Analytspektrums in der Routineanalytik ab.

Unpolare Substanzen wie bestimmte Pestizide – etwa Chlorfenapyr oder Endosulfan-Isomere – erfordern hingegen eine andere Ionisierungsquelle, oft APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization). Hier hat der Hersteller Waters vor einigen Jahren eine neue Variante entwickelt (die so genannte Uni-Spray-Quelle), welche die Ionisationseffizienz steigert und ESI-ähnliche Spektren liefert. Für die Analyse flüchtiger Verbindungen bieten einige Hersteller auch APGC (Atmospheric Pressure Gas Chromatography) mit weicher Ionisierung an, die besonders niedrige Nachweisgrenzen für Pestizide, Dioxine, PCBs und PAKs ermöglicht.

Ein besonderes Feature ist die Doppelquellen-Technologie, die MS-Systeme von Perkin Elmer bieten. Sie verfügen über zwei separate Sonden, die parallel und unabhängig voneinander im ESI- oder APCI-Modus arbei-

Marktübersicht Quadrupol-MS n Labortechnik

ten können. Der Wechsel zwischen den Ionisierungsmethoden erfolgt softwaregesteuert über ein Umschaltventil – ohne zeitaufwändigen manuellen Umbau. Dies spart laut Herstellerangaben etwa eine Stunde im Vergleich zu einem Manuellen Ionenquellwechsel. So lässt sich ohne großen Aufwand die Ionisierbarkeit verschiedener Verbindungen im ESI- und APCIModus überprüfen und optimieren. Zudem ermöglicht die Doppelquellen-Konfiguration den Anschluss zweier UHPLC-Systeme an ein Massenspektrometer.

WIR FÖRDERN FLÜSSIGKEITEN Liquid Handling im ICP und Labor

Wartung und Pflege Bei der Langzeitstabilität eines Massenspektrometers ist vor allem die Pflege des Gerätes entscheidend. Häufig verschmutzt das MS durch zu hohe Analytkonzentrationen und liefert dann schlechtere Messergebnisse. Besonders bei Proben mit hoher Matrixbelastung sollten Anwender beachten, dass alle Analyten ausreichend Retention haben. Eine Waste-Schaltung in den ersten Minuten des Analysenlaufs verhindert, dass polare Verunreinigungen und Salze ins MS gelangen.

Um eine dauerhaft hohe Messqualität zu sichern, empfiehlt es sich, die Performance des Systems regelmäßig zu prüfen, etwa durch System Suitability Tests (SST). So lassen sich Abweichungen frühzeitig erkennen und Gegenmaßnahmen ergreifen. Hierbei unterstützen i. d. R. auch die Gerätehersteller. Welche Beratungs- und Reparaturdienste zur Verfügung stehen, sollte beim Gerätekauf in einem entsprechenden Servicevertrag geklärt werden. Dies stellt oft einen wesentlichen Teil der zu erwartenden Kosten dar, die einen günstigen Gerätepreis schnell relativieren können. Daher sollten Anwender beim Kauf die Gesamtkosten im Blick halten (Total Cost of Ownership), in die z. B. auch Garantie, Servicedienstleistungen wie Wartung und nicht zuletzt Betriebskosten wie Stromverbrauch und Gasverbrauch mit einfließen. Beim letzten Aspekt ist der Hersteller Analytik Jena laut eigenen Angaben besonders fortschrittlich, da dessen MS-System bis zu 50 Prozent weniger Argongas verbrauchen soll (Flussrate von ca. 10 l/min).

Spritzenpumpe SYMAX

VERFASST VON

(nl - ml Bereich)

Christian Lüttmann Redakteur LABORPRAXIS

Peristaltische Pumpen Perimax (ml Bereich)

KI-unterstützt und nachhaltig Um möglichst lange effizient mit einem MS zu arbeiten hilft es, wenn es sich modular erweitern lässt, etwa durch zusätzliche Ionenquellen oder Software-Updates. Klar ist: Die Entwicklung der Massenspektrometer geht weiter. Die Messperformance wird immer weiter stabilisiert, Systeme werden durch neue Ionenoptiken robuster und neue Software erleichtert die Bedienbarkeit. Künftig könnten Applikationen mithilfe von künstlicher Intelligenz Methodenparameter optimieren und Anwender bei der Auswertung unterstützen. Gleichzeitig ist Energieeffizienz wichtig, sowohl aus Kostensicht als auch in Bezug auf Nachhaltigkeit. Schließlich erreicht ein Massenspektrometer leicht den Stromverbrauch mehrerer Haushalte. Folglich ist das Einsparpotenzial ist hoch und insbesondere für die Industrie entscheidend, um zukünftig die Klimaschutzziele zu erreichen.

Einige beispielhafte Geräte finden Sie in der Marktübersicht auf der folgenden Doppelseite. Die Unternehmen hatten die Möglichkeit, zwei Systeme aus ihrem Portfolio vorzustellen. Die Übersicht beruht auf Selbstauskünften der teilnehmenden Firmen und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. (clu) LABORPRAXIS 3 | 2025

Standards: ICP, AAS, pH

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21

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Labortechnik n Marktübersicht Quadrupol-MS

Massenbereich (m/z) [u]

Auflösung [u]

Genauigkeit

Scangeschwindigkeit [u/s]

3 bis 260

0,8

–

5.115 u/s

Q-Sight 400 Triple 50 x 137 x 61 154,2 Quadrupol

5 bis 1.000

FWHM = 0,15; Resolution 4.000 / 0,1 amu resolution

–

25.000 u/s

Q-Sight 500 Triple 50 x 137 x 61 154 Quadrupol

5 bis 1.000

FWHM = 0,15; Resolution 4.000 / 0,1 amu resolution

–

5.000 u/s

LCMS-2050 Single 26 x 28 x 65 Quadrupol

34

2 bis 2.000

0,7

± 0,1 u

max. 15.000 u/s

LCMS8060RX

Triple 118 x 61 x 54 140 Quadrupol

2 bis 2.000

0,7 u FWHM; auf 0,5 u einstellbar

± 0,1 u

max. 30.000 u/s

Thermo Fisher Scientific, Dr. Guido Sonsmann, Tel.:+41 792287300 E-Mail: guido.sonsmann@ thermofisher.com

TSQ Altis Plus

Triple 76 x 68 x 84 Quadrupol

125

2 bis 2.010

Quadrupolauflösung 0,2 bis 2 Da über ges.

Massenbereich

± 0,1 Da über ges. Massenbereich

15.000 u/s bzw. 600 SRM/s

Waters GmbH, Tel.: +49 6196 400-7570

Xevo TQ Absolute

Triple 43 x 79 x 96 Quadrupol

130

2 bis 2.048

0,5

± 0,05 Da

20.000 u/s

Acquity Q Da II Mass Detector

Single Quad

26,4

30 bis 1.500 0,7

± 0,2 Da

12.250 u/s

Kontakt

Gerätetyp Außenmaße Gewicht Modell[kg] (B x H x T) bezeichung [cm]

Analytik Jena GmbH & Co. KG Plasmaquant MS Tel.: +49 3641 77 70 E-Mail: info@analytik-jena.com Serie

Perkin Elmer GmbH, Dr. Tamara Schreiner, Tel.: + 49 172 3213146, E-Mail: Tamara.Schreiner@ PerkinElmer.com

Shimadzu GmbH, E-Mail: info@shimadzu.de

*Preise auf Anfrage

22 LABORPRAXIS 3 | 2025

Single 66,0 x 58,9 x 186 Quadrupol 113,1

35,3 x 20,0 x 65,0

Marktübersicht Quadrupol-MS n Labortechnik

Ionisierung

Typische Einsatzbereiche

Software/Zubehör

0,01

ICP

Umweltanalytik, Lebensmittelanalytik, Klinische Chemie

Aspect MS / Autosampler Empfindlichkeit 1.500 Mcps/ppm (optional: HPLC, Laserablation) bei <2 % CeO; benötigt 50 % weniger Argon; bis zu 50 % höherer Probendurchsatz; matrixunabhängig hohe Langzeitstabilität; applikationsoptimierte Konfiguration

≤ 1 ppt (PFAS), S/N > 500.000:1, 1 pg Reserpin (or Chloramphenicol) on column

Doppelquelle (ESI/APCI; ESI/ESI; APCI/APCI)

Rückstandsanalytik im Bereich Wasser und Umwelt, Lebensmittel (z.B. Pestizide, Antibiotika, Mykotoxine), Textilindustrie (PFAS), Klinische Forschung, Toxikologische & Forensische Diagnostik

Simplicity 3Q

Doppelquelle (ESI/APCI); feldfreier heißgasstrombasierter Ionentransport sorgt für hohe Empfindlichkeit, Langzeitstabilität und geringen Reinigungsaufwand; vertikale, platzsparende Bauweise & einfaches Plug-and-Play-Design; bedienerfreundliche CDS

< 1 ppt (PFAS), S/N > 1.000.000:1, 1 pg Reserpin (or Chloramphenicol) on column

Doppelquelle: ESI/EDIT als Standardkonfiguration, APCI optional

Rückstandsanalytik im Bereich Wasser und Umwelt, Lebensmittel (z.B. Pestizide, Antibiotika, Mykotoxine), Textilindustrie (PFAS), Klinische Forschung, Toxikologische & Forensische Diagnostik

Simplicity 3Q

Q-Sight-Technologie mit verbesserter Empfindlichkeit und hoher Langzeitstabilität in anspruchsvollen Matrizes; EDIT Probe; Kosten & Zeitersparnis durch „blend and inject“; Probenvorbereitung durch Quechers entfällt

abhängig von Probe

ESI/APCI (DUIS)

Synthese- und Qualitätskontrollen

Labsolutions LCMS

Einfache Bedienung und werkzeugfreie Wartungsschritte. Direkte Einbindung in die HPLC ohne Platzverbrauch. Übersichtliche Datenauswertung durch die Software Option Mass-it ermöglicht die Zurordnung der RT mit m/Z-Werten.

abhängig von Probe

ESI, APCI, DUIS

Labsolutions LCMS, Lebensmittelkontrolle (Pestizide...), Umweltana- Labsolutions Insight lytik (Hormone, PFAS in Wasser...), Klinische Analyse (Dopingkontrollen, Vitamin-D-Spiegel...)

Hohe Datenaufnahmeraten in Verbindung mit einer hohen Empfindlichkeit sorgen für zuverlässige Quantifizierung. Schnelle Polartitäswechsel ersparen Zeit und Ressourcen. Durch Fokuselektroden wird nochmals die Robustheit erhöht.

bei optimierten Bedingungen bis zu 1 ppt

ESI, APCI, APPI, nano ESI, Paperspray (Veri Spray),

Pestizidanalytik, Lebensmittelkontrolle, Klinische Diagnostik, Bioanalytik, Metabolismusforschung, Gentoxische Verunreinigungen, PFAS-Analytik, Arzneimittelforschung, Trinkwasseranalytik

Nachweisgrenze [ppt]

Besonderheiten (Selbstauskunft der Firmen)*

GMP konforme Einbindung in Chromeleon / Trace Finder Software zur intuitiven Methodenentwicklung / Breites Portfolio an LC und IC Einlasssystemen / Ölfreie Vorvakuumpumpen

Advance Ion Management (AIM) verbessert Ionentransmission und Signal-zu-Rausch-Verhältnis.

Preis variiert je nach Komplettkonfiguration inkl. HPLC, Software, Service

Instrument detection ESI, EsCI, APCI (optional: Uni Spray, nESI, ASAP, APGC, Ion limit (IDL): < 0,3 fg on column (Reserpin) Key, DESI-XS)

waters_connect for Quan, Umweltanaltik, LebensMass Lynx Software, mittelanalytik, ExtractZubehör: verschiedene UPLC, ables und Leachables (E&L), Pharma Verunreini- SFC, GC, DESI-XS für targeted gungen, Clinical, Metabo- MS Imaging lomics, Lipidomics, Proteomics

kompakte Bauart, viele APIQuellenoptionen: Uni Spray für hohe Empfindlichkeit z.B. für PFAS, APGC als sehr nachweisstarke Technologie für Dioxine, PAH und Pestizide. DESI-XS als sehr nachweisstarke MS Imaging Technologie für Analyten in Spurenbereich;

Instrument detection ESI limit (IDL): < 30 ng on column (Reserpin)

pharmazeutische Industrie, Analytical Quality by Design (AQbD), Verunreinigungen, Biopharma, Lebensmittelanalytik, Materialwissenschaften

Empower, Mass Lynx

benutzerfreundliche Integration in Empower (QbD Software, wie Fusion und DryLab); unterstützt Nachhaltigkeitsziele mit sehr niedrigem Energieverbrauch, Accountability, Consistency und Transparency (ACT) Label von My Green Lab; langlebiger Photomultiplierdetektor

LABORPRAXIS 3 | 2025

23

Schritt-für-Schritt-Anleitungen der Software Samples assistieren bei Laborprozessen.

1 Versuchsaufbau am Fraunhofer IKTS: Der Abzug ist mit Smart Rack und der Laborsoftware Samples ausgestattet

FALLSTUDIE: FRAUNHOFER IKTS STEIGERT EFFIZIENZ IM LABOR

Gleiches Ergebnis in halber Zeit?

– Zwei Tools im Praxistest Versprechen für Zeitoptimierung gibt es viele. Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme hat nun zwei Tools getestet. Fazit: Digitale Probenverwaltung und smarte Arbeitsplatzorganisation haben die Prozesszeiten um 47 Prozent reduziert.

I

n modernen Forschungslaboren wächst der Anspruch, komplexe Analysen und Versuche effizient, nachvollziehbar und reproduzierbar durchzuführen.

Besonders in akkreditierten Prüflaboren muss nicht nur jedes Ergebnis stimmen – die Mitarbeiter müssen auch lückenlos dokumentieren. Doch viele Labore arbeiten nach wie vor analog: Sie nutzen papierbasierte Protokolle und Laborbücher, suchen zeitaufwendig nach Chemikalien, überblicken ihre Probenbestände nicht vollständig. Auch fehlt zumeist ein standardisierter Wissenstransfer zwischen den Mitarbeitenden. Dadurch entstehen mehr Fehler, die Prozesse dauern länger, und die Forschungsabläufe verlieren an Transparenz. Positiv formuliert: Hier liegt ein enormes Optimierungspotenzial.

24 LABORPRAXIS 3 | 2025

Ausgangslage: Wie analog und ineffizient Labore arbeiten Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) hat zwei Verfahren des eigenen Laboralltags ausgewählt, um daran exemplarisch die Arbeitsabläufe und -struktur zu optimieren: die Methacrylierung und die Mineralsynthese. Beide Verfahren sind komplex und erfordern eine reproduzierbare Präzision, da die Versuchsdurchführung die Ergebnisse wesentlich beeinflusst.

Bevor die Gruppe „Biologisierte Materialien und Strukturen“ des Fraunhofer IKTS moderne Lösungen einführte, mussten die Mitarbeiter aufwendig Chemikalien, Geräte und Verbrauchsmaterialien vorbereiten.

Bild: Better Basics

Das Smart-Rack-System reduziert Suchzeiten und erleichtert die Organisation.

Laborausstattung n Labortechnik

Informationen zu Sicherheitsdatenblättern, Kalibrierzertifikaten oder konkreten Prozessschritten waren in Ordnern verteilt, teils auf unterschiedlichen Datenablagen hinterlegt oder nur handschriftlich notiert. Der Wissenstransfer und die Kommunikation erfolgte je nach Mitarbeitern – auch unterschiedlicher Gruppen – teils über mündliche Absprachen, manchmal auch über Klebezettel. Diese dezentralen und uneinheitlichen Ablagestrukturen verhinderten ein effizientes Arbeiten, machten es nahezu unmöglich, parallele Versuchsabläufe durchzuführen, und entsprachen nicht den wachsenden Ansprüchen an Effizienz und Qualität der Gruppe und des IKTS. Die daraus entstehenden Inkonsistenzen in den Produkteigenschaften, Fehlversuche, Probenverluste oder unvollständige Dokumentationen sind zudem prädestiniert, künftige Audits deutlich zu erschweren.

Lösung: Digitale Probenverwaltung und smarte Arbeitsplatzorganisation

VERFASST VON

Dr. Matthias Ahlhelm Gruppenleiter: Biologisierte Materialien und Strukturen Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS

Dr. Marcus Heinze Entwicklungsleiter Better Basics Laborbedarf GmbH

Chem. Susanne Koch Assistenz der Geschäftsführung und Vertrieb Better Basics Laborbedarf GmbH

Dr. Isabell Hilger Product Owner Samples qualitype GmbH

©Foto: Stefan Kranefeld

Die Gruppe des Fraunhofer IKTS führte mit der Better Basics Laborbedarf GmbH und der Qualitype GmbH zwei Optimierungslösungen in den Laboralltag ein: 1. Smart-Rack-System von Better Basics: Ein modulares Organisationssystem, mit dem Mitarbeiter ihre Arbeitsplätze individuell an spezifische Versuchsszenarien anpassen können. Chemikalien, Geräte und Ver-

brauchsmaterialien stehen hier an festen, logisch strukturierten Positionen. Das verkürzt Laufwege, reduziert Suchzeiten und schafft Ordnung. Die Mitarbeiter können das Rack durch einen einfachen Klickmechanismus je nach Versuchsumgebung oder ergonomischen Ansprüchen schnell mit den passenden Modulen bestücken. Zusammen mit der digitalen Versuchsdokumentation bietet das Smart Rack enormes Potenzial: Statt sich an unterschiedlichen Orten Materialien und Informationen zusammenzusuchen, arbeiten die Angestellten am geordneten, übersichtlichen Arbeitsplatz mit direktem Zugriff auf alle relevanten Ressourcen.

2. Samples-Software von Qualitype: Eine Laborund Probenverwaltungssoftware, die Anwendern alle Informationen übersichtlich bereitstellt und sie bei Laborprozessen unterstützt. Die Software zeigt Prozessschritte digital in interaktiven Schritt-für-Schritt-Anleitungen an und ergänzt sie mit Parametern, Videos und Anleitungen. So laufen die Arbeitsroutinen transparenter ab, die Handgriffe erfolgen schnell und sicher, und die Dokumentation bleibt lückenlos. Die digitale Plattform ermöglicht es, Analysen und Experimente effizienter zu planen, durchzuführen und auszuwerten. Zusätzlich können Mitarbeiter sensible Daten wie Sicherheitsdatenblätter oder Messzertifikate direkt hinterlegen, was es deutlich erleichtert, diese später schnell wiederzufinden.

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LABORPRAXIS 3 | 2025

25

Labortechnik n Laborausstattung

Auch Qualitype ist mit der Laborsoftware Samples auf den LABSUPPLY-Messen unterwegs. Nächster Termin: 17. Juni in Berlin. Registrieren Sie sich vorab auf www.lab-supply.info/ besuchen/berlin

Die Gruppe am Fraunhofer IKTS prüfte, wie effektiv das Zusammenspiel von Samples und Smart Rack anhand der beiden oben beschriebenen Verfahren funktioniert: Die Methacrylierung von Gelatine sowie die anorganische Mineralsynthese, die bisher viel Zeit beanspruchten, laufen nach dem Einbinden der Optimierungstools nun mit klaren, digitalen Prozessanweisungen, verknüpften Probeninformationen und einer optimalen Materialorganisation ab. Die Mitarbeiter finden benötigte Chemikalien sofort am Arbeitsplatz und rufen sämtliche Versuchsinformationen per Tablet oder Laptop aus Samples auf. Parameter wurden klar definiert und alle Daten automatisch archiviert. Durch kurze Videos können Angestellte zudem leicht und schnell nachvollziehen, wie sie Geräte bedienen sollen. Fragen wie „Wo ist das Sicherheitsdatenblatt?“ oder „Wie lange hast du rühren lassen und bei welcher Temperatur?“ gehören damit der Vergangenheit an.

Konkrete Ergebnisse: Mehr Zeit, weniger Fehler Nachdem die optimierten Workflows etabliert waren, zeigten sich diverse positive Resultate: Die Gesamtzeit für den Methacrylierungsversuch sank von 71 auf 38 Minuten – das entspricht einer Verkürzung um rund 47 Prozent. Bei der Mineralsynthese sank die Variation der Messergebnisse erheblich. Ein Beispiel: Die Standardabweichung der Restfeuchte, die als wichtige Qualitätskontrollgröße dient, sank von zuvor 25,9 auf 1,3 MasseProzent. Das zeigt deutlich, dass die Ergebnisse genauer und besser reproduzierbar geworden sind. „Ich bin von den Effekten der Optimierung in unserem Labor begeistert“, konstatiert Matthias Ahlhelm, Gruppenleiter des Arbeitskreises am IKTS „Diese bringen nicht nur uns enorme Vorteile, sondern überzeugen auch unsere industriellen Partner.“ Neben einer kürzeren Versuchsdauer und geringerer Standardabweichungen zeigten sich zudem weitere wichtige Verbesserungen: Die Mitarbeiter verzeichneten weniger Fehlversuche, weniger unvollständige Experimente und weniger Probenverluste. Auch die Kommunikation im Team und über Teams hinaus verbesserte

LP INFO

Hintergrund: Methacrylierung und Mineralsynthese Die Methacrylierung von Gelatine dient dazu, diese lichtaushärtbar zu machen. Dabei wird Gelatine bei spezifischen Wellenlängen chemisch modifiziert, um Gelbildung, Viskosität oder mechanische Stabilität zu verändern.

Im zweiten Verfahren, der zum Patent angemeldeten anorganischen Mineralsynthese, ziehen die Forscher am Fraunhofer IKTS Gel-Strukturen für anorganische Mineralsyntheseprozesse heran.

So stellen sie nanoskaliges Hydroxylapatit her – ein knochenverwandtes Material. Damit sollen knochenidentische Gerüste (Scaffolds) und biointegrative Implantatmaterialien realisiert werden.

26 LABORPRAXIS 3 | 2025

Reduktion der Versuchsdauer beim Methacrylierungsversuch 70

70,8 Min

60

Reduktion um

50

47 %

40

37,6 Min

30 20 10 0

Vorher

Zustand

Nachher

Bild: Better Basics

Die Smart Racks von Better Basics können Sie auf vielen der LABSUPPLY-Messen inspizieren, etwa am 21. Mai in Hannover. Infos unter www.lab-supply.info

Praktische Umsetzung: Wie die Versuche im IKTS ablaufen

Dauer (Minuten)

LP TIPP

2 Reduktion der Versuchsdauer beim Methacrylierungsversuch um 47 Prozent von ursprünglich 70,8 auf 37,6 Minuten

sich: Statt Klebezetteln oder umständlichen Ordnerrecherchen hinterlegten die Angestellten wichtige Hinweise direkt im digitalen Versuchseintrag.

Das Fazit von Gruppenleiter Ahlhelm: „Alle relevanten Informationen stehen jetzt jedem zentral zur Verfügung.

Neben der Prozessoptimierung wurden auch Ergonomie und Arbeitszufriedenheit gesteigert. Die klaren Strukturen und reduzierten Laufwege entlasten die Mitarbeitenden körperlich und mental. Die parallele Durchführung mehrerer Proben erleichtert die Planung und Kapazitätsauslastung. Zudem sorgen die höhere Präzision, weniger Materialverbrauch durch geringere Fehlerquoten und eine effizientere Nutzung von Ressourcen nicht nur ökonomisch für Einsparungen, sondern entlasten im Sinne der Nachhaltigkeit vor allem unsere Umwelt.

Ausblick: Wie das Labor der Zukunft entsteht Das Limprove-Projekt verdeutlicht die Potenziale von Digitalisierung und smarter Organisation moderner Laborumgebungen. Mit Samples und dem Smart Rack haben die Unternehmen einen Lösungsansatz entwickelt, der Zeit, Material und Kosten spart und zugleich die Qualität, Rückverfolgbarkeit und Sicherheit der Laborprozesse steigert. Die Ergebnisse legen nahe, dass eine solche Kombination von digitalen und physischen Optimierungslösungen ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum Labor der Zukunft ist – ein Labor, in dem Effizienz, Ergonomie, Nachhaltigkeit, Flexibilität und datengestützte Prozesse Hand in Hand gehen. „Zugleich könnten so aktuelle und zukünftige Herausforderungen des Arbeitsmarkts aufgefangen werden, denn mit Samples und dem Smart Rack stehen Lösungen bereit, die es erlauben, neuen Mitarbeitenden den Arbeits- und Versuchsablauf auf effiziente, schnelle und präzise Weise nahezubringen“, ergänzt Ahlhelm.

Das Fraunhofer IKTS plant bereits weitere Schritte, etwa das Smart Rack in Labormöbel und Sicherheitsabzüge zu integrieren oder weitere Videodokumentationen und Kennzahlen in Samples einzubinden. Gemeinsam wollen die Projektpartner die Erkenntnisse von Limprove noch breiter nutzbar machen und den Innovationsgrad im Laboralltag kontinuierlich steigern. (clu)

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Labortechnik n Produkte

LABORSPÜLER MIT ETHERNET-ANSCHLUSS

Kompakte Miele-Spüler mit 90 Zentimetern Breite kommen seit mehr als zehn Jahren in chemischen und biologischen Laboren zum Einsatz. Jetzt steht ein neues, leistungsstarkes Gerät bereit, das vernetzbar ist, Spülgut automatisch trocknet und den Anforderungen von Forschungseinrichtungen, verschiedensten Laboren oder der Industrie gewachsen ist, wie der Hersteller in einer Pressemeldung schreibt. Das Modell PLW 8636 ist das erste aus der Baureihe Expert Line und zeichnet sich gegenüber der Vorgängergeneration durch technische Komponenten aus, die bislang deutlich größeren Laborspülern vorbehalten waren.

Die laut Herstellerangaben leistungsstärkste Umwälzpumpe bei Geräten dieser Größenordnung passt sich den jeweiligen Prozessschritten an: Höhere Drehzahlen garantieren in den Reinigungsphasen mehr Pumpenleistung und eine intensive Reinigung bei kurzen Laufzeiten – für eine zuverlässige Entfernung auch von hartnäckigen Verschmutzungen. In den Spülphasen reicht hingegen oft eine niedrige Drehzahl aus, die aber dafür eine vollständige Benetzung des Spülguts sicherstellt. Erstmals heizt ein Durchlauferhitzer das Prozesswasser auf. Er befindet sich außerhalb des Spülraums und ist nicht in die Pumpe integriert, sodass die Hygiene im Spülraum auch bei hoher Verschmutzung sichergestellt ist.

Bis zu vier Dosierpumpen, die sich auf die jeweiligen Anwendungen justieren lassen, und bis zu vier kalibrierbare Durchflussmengenzähler schaffen beste Voraussetzungen für wiederholbare und hygienische Ergebnisse. Ebenfalls neu: Die Sprüharme sind mit Düsen an der Unter- und Oberseite ausgestattet, die in Kombination mit der leis-

Bild: Miele

Starke Leistung bei kompakten Maßen: Neuer Laborspüler

tungsstarken Pumpe ein besonders homogenes Sprühbild ermöglichen.

Mit einer um zehn Prozent stärkeren Luftleistung als beim Vorgängermodell schafft das neue Trocknungsaggregat beste Voraussetzungen, um sogar enghalsige Laborgläser, kleine Messkolben oder dünne Pipetten von innen zu trocknen. Dabei entfernt ein vorgeschalteter und leicht zugänglicher HEPAFilter H14 effektiv Partikel aus der Trocknungsluft.

Der Laborspüler ist über ein Sieben-ZollFarbdisplay einfach und intuitiv bedienbar.

Die geneigte Oberfläche lässt sich leicht ablesen. Eine industrieerprobte Steuerung mit großem Speicher bietet 24 fest installierten Programmen Platz – etwa für Pipetten oder zum Pasteurisieren. Die meisten sind in zwei Leistungsstufen verfügbar. Soll beispiels-

weise doppelt so viel Laborglas gereinigt werden wie normalerweise, lässt sich mit der „Plus“-Variante die Leistung des gewählten Programms steigern. Darüber hinaus stehen 50 weitere, frei nutzbare Plätze bereit, auf denen autorisiertes Fachpersonal aus dem eigenen Labor selbständig und flexibel neue Programme speichern kann. Über einen Ethernet-Anschluss lässt sich der Laborspüler mit einem lokalen Netzwerk verbinden. Darüber ist auch eine Prozessdokumentation, z. B. mithilfe der Segosoft Miele Edition, möglich. Zudem können andere Prozessdokumentationssysteme von Drittanbietern über das IP-Profil angebunden werden. Vorteil für Anwender: Die vorhandene Infrastruktur ist weiterhin nutzbar, Kosten und Aufwand bleiben überschaubar. www.miele.de

SCHWINGMÜHLEN FÜR GLOVEBOXEN

Bild: Fritsch

Feinzerkleinerung auf kleinstem Raum

28 LABORPRAXIS 3 | 2025

Die neue Schwingmühle P-23 des Herstellers Fritsch verspricht eine kompakte Lösung für die Feinzerkleinerung kleiner Probenmengen. Sie ermöglicht das Zerkleinern von mittelharten, spröden oder feuchten Proben sowohl nass, trocken als auch kryogen, durch Prallwirkung und Reibung in einem Mahlbecher mit kugelförmigen Innenwänden, der mit 900 bis 3.000 Schwingungen pro Minute bewegt wird. Das Gerät ist in verschiedenen Materialoptionen erhältlich, um je nach Anforderung eine Kontamination der Probe durch unerwünschten Abrieb zu vermeiden. Ein platzsparendes Design ist zudem für spezielle Arbeitsbedingungen wie in einer Glovebox vorteilhaft. Gloveboxen schaffen eine reaktionshemmende (oder

inerte) Arbeitsumgebung mit kontrollierten Druck- und Atmosphärenbedingungen und werden daher für die Analyse sauerstoffempfindlicher Stoffe verwendet. Sie sind oft auf die Größe der Arbeitsgeräte abgestimmt, weshalb kompakte Geräte unerlässlich sind.

Fritsch hat eine spezielle P-23 Gloveboxready Variante für den Einsatz in Gloveboxen entwickelt. Sie verfügt laut Hersteller über einen Glovebox-geeigneten Motor, der den alternativen atmosphärischen Bedingungen standhalten soll, sowie über eine Folientastatur zur leichten Bedienung mit Handschuhen. Zusätzlich wurde eine USBSchnittstelle integriert, um das Auslesen des Geräts zu Servicezwecken zu ermöglichen. www.fritsch.de

Produkte n Labortechnik

GC-ZUBEHÖR

Die Shimadzu Deutschland GmbH erweitert ihr Produktportfolio mit dem Polyarc System sowie dem Jetanizer. So lassen sich kohlenstoffhaltige Verbindungen in der FID-Düse des Gaschromatographen zu Methan umwandeln und neue Analysen tätigen. Die Vertriebsrechte an beiden Produkten wurden 2024 von der US-amerikanischen Activated Research Company (ARC) gekauft, nun sind die Module für Gaschromatographen in Deutschland erhältlich. Teil der Entwicklung ist ein speziell angefertigter 3D-gedruckter Mikroreaktor sowie ein neuer Katalysator. Dieser katalytische Mikroreaktor ist das Kernstück des Polyarc Systems. Er verbessert die Leistung von Gaschromatographen mit Flammenionisationsdetektoren

(FID), indem er alle organischen Verbindungen vor der Detektion in Methan umwandelt.

Der Polyarc erzeugt somit einheitliche Responses für alle organischen Verbindungen und ermöglicht eine universelle Kohlenstoffdetektion. Zeitaufwendige Kalibrierungen sowie die Kosten für teure Standards werden laut Herstellerangaben erheblich gesenkt. Ebenfalls erhältlich ist der Jetanizer.

Der robuste Methanisierer ist einfach zu bedienen und kann in wenigen Minuten direkt in die Düse des Detektors eingebaut werden, heißt es in einer Pressemeldung. Das Modul misst CO und CO2, ist nickelfrei und außerdem mit dem kompakten Brevis GC-2050 von Shimadzu kompatibel. www.shimadzu.de

Bild: Shimadzu

Schwer detektierbare Stoffe messbar machen

TURBOMOLEKULARPUMPEN

Neue Modelle für Industrie- und Forschungsanwendungen fert die Turbovac Mag i-S hervorragende Leistungswerte in Bezug auf Saugvermögen und Gasdurchsatz – mit einem Saugvermögen von bis zu 3.200 l/s, bei einem maximalen Durchsatz von 26 bzw 33 mbar l/s für Argon bzw. Stickstoff. Ein wichtiges Merkmal der Turbomolekularpumpen ist ihr universeller Einsatzbereich: Ausschlaggebend dafür ist ihr Gewicht von weniger als 60 kg – ein Wert, der sie zu einer der leichtesten Pumpen ihrer Größenklasse macht, wie Hersteller Leybold in einer Pressemeldung schreibt. Sie sind angepasst für wissenschaftliche Forschungsbereiche wie Beschleuniger, wo ein sauberer, vibrationsfreier Betrieb entscheidend ist.

Bild: Leybold

Leybold bringt mit den Turbomolekularpumpen Turbovac Mag 2807 i-S und 3207 i-S Mag-Lev zwei neue, kompakte Turbomolekularpumpen in der Saugvermögensklasse von 3.000 l/s auf den Markt. Die Pumpen arbeiten mit magnetischen Rotorlagern und eignen sich durch ihre robuste, vibrationsarme Konstruktion für saubere, kohlenwasserstofffreie Hochvakuumbedingungen.

Typische Anwendungsgebiete sind Forschung und Entwicklung sowie industrielle Bereichen wie Beschichtung, Elektronenstrahlprozesse, Weltraumsimulationskammern und Beamline-Anwendungen.

Die Pumpen erreichen Wartungsintervalle von bis zu 80.000 Stunden oder 10.000 Zyklen. Laut Vakuumspezialist Leybold lie-

www.leybold.com

IC-STANDARDLÖSUNGEN

Die Ionenchromatographie (IC) ist eine Technik, mit der sich anorganische Ionen in komplexer Matrix trennen sowie quantifizieren lassen. Um hier genaue und reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, braucht es hochwertige IC-Standards und Eluenten.

Die Firma Inorganic Ventures hat ihre Produktpalette deshalb erweitert. Insgesamt haben die Mitarbeiter bei Inorganic Ventures mehr als zwölf IC-Standards in Reagenzien-Qualität neu entwickelt. Alle dieser Produkte sind vollständig auf NIST-Standards rückführbar (also Standards des amerikanischen National Institute of Standards and Technology) und auf hohe Reinheit, Langzeitstabilität und Benutzerfreundlichkeit ausgelegt.

Insgesamt bietet Inorganic Ventures eine Reihe von mehr als 70 maßgeschneiderten IC-Standardlösungen an, die die meisten Umwelt- und Industrieanwendungen abdecken. Der Anionen-Standard IC-FAS-1A enthält die folgenden Anionen: Cl-, F-, NO3-, PO43, SO42-, Br- und NO2-. Der Kationen-Standard von IV (IV-STOCK-7) enthält: NH4+, Ca2+, Ba2+, Mn2+, Sr2+, Li+, Mg2+, K+ und Na+. Zu den gängigen Eluenten für die Anwendung in der Ionenchromatographie, die von IV vertrieben werden, gehören Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat, Kaliumhydroxid und Methansulfonsäure. Beratung und Vertrieb dieser Standards im deutschsprachigen Raum übernimmt die Firma Spetec. www.spetec.de

Bild: Spetec, Amy Pearman

Neue Standards und Eluenten für die Ionenchromatographie

LABORPRAXIS 3 | 2025

29

Bild: Canva

1 Wie wird sich die Medtech- und Life-SciencesBranche in diesem Jahr entwickeln? Wir stellen aktuelle Trends vor. (Symbolbild)

LIFE-SCIENCES UND MEDTECH

Das sind die Trends 2025 Hersteller sind momentan mit tiefgreifenden Marktveränderungen konfrontiert. Auf der einen Seite sorgen Technologien wie Künstliche Intelligenz für einen Effizienz- und Innovations-Boost. Auf der anderen Seite ist es wichtig, sich im Umfeld steigender Kosten, neuer Compliance-Anforderungen sowie internationalen Spannungen zurechtzufinden. Die Medtech- und Life-Sciences-Branche bildet hier keine Ausnahme.

I

VERFASST VON

Gábor Szabados Senior Director für Healthcare/Life Sciences Plexus Corporation

nsgesamt bleibt das Stimmungsbild der deutschen Wirtschaft auch im neuen Jahr getrübt. Die Medizintechnik konnte zwar laut BVMed Herbstumfrage ihren Titel als Exportweltmeister halten und die erwartete Umsatzentwicklung um 3,5 % anheben. Im Inland jedoch liegt der geschätzte Anstieg bei gerade einmal 1,2 % – ein deutlicher Rückgang von 4,8 % im Vorjahr. Es fehlt an Aufträgen. Viele Hersteller sind damit beschäftigt, aufgestockte Lager abzubauen und damit verbundene Cashflow-Probleme und Investitionsstaus zu lösen. Das Potential ist da, nur dauert es mit der Rückkehr auf einen soliden Wachstumskurs länger als erwartet.

Auch in der Analysen-, Bio- und Labortechnik schwächelt der Wachstumsmotor. Die enorme Schubkraft aus den Corona-Jahren hat nachgelassen. Neben der globalen Konjunkturschwäche und schwachen Investitionsbereitschaft ist die Nachfrage bei pandemiebezogenen Produkten rückläufig. Zudem belastet auch hier der gestiegene Bürokratieaufwand die Unternehmen. Nach Angaben des Deutschen Industrieverbands Spectaris erwirtschaftete die Branche in Deutschland 2023 einen Umsatz von 11,22 Milliarden Euro. Das entspricht einem nominalen Minus

30 LABORPRAXIS 3 | 2025

von 4,2 %. Der Auslandsumsatz lag mit 5,96 Milliarden Euro ebenfalls unter dem Vorjahresniveau (-6,8 %).

Effizienz vor Innovation Ein Faktor für die angespannte Lage sind die nach wie vor hohen Kosten, wie ein Beispiel aus der Medizintechnik anschaulich zeigt. Während von Januar bis August 2024 der Umsatz der deutschen Medizintechnikindustrie laut Statistischem Bundesamt das Vorjahresniveau um 1,6 % übertraf, stiegen im gleichen Zeitraum auch die Erzeugerpreise – und zwar um knapp 3 %. Die hohen Preise für Energie, Material und Rohstoffe, in der Logistik und beim Transport oder beim Personal treffen alle Branchen und wirken sich langfristig auf den Investitionsstandort Deutschland aus. Angesichts hoher Zinssätze, schwankender staatlicher Finanzierungen und einer restriktiven Finanzpolitik in Europa lautet für viele Unternehmen die Devise: Effizienz vor Expansion und Innovation.

Laut einer Studie von Deloitte hat für fast 60 % der befragten Life Science-Unternehmen die Optimierung des Betriebsmodells im Jahr 2025 oberste Priorität. Rund 30 %

Trends 2025 n Bio- & Pharmaanalytik

wollen sich darüber hinaus auf Initiativen zur Leistungsverbesserung konzentrieren, um die Effizienz weiter zu steigern und die Rendite zu erhöhen. Maßnahmen zur Effizienzsteigerung beinhalten deshalb die Optimierung und Automatisierung von Prozessen sowie die interne Restrukturierung, um gebundene Kapazitäten und Ressourcen zu befreien. Zudem zeichnet sich eine weitere Verlagerung der Produktion raus aus den Hochkostenländern ab sowie das Outsourcing von aufwändigen und damit kostspieligen Aufgaben an Dritte. Die Zusammenarbeit mit Partnern ist ein Weg, um die eigene Agilität und Widerstandsfähigkeit zu steigern und im umkämpften Wettbewerb Oberwasser zu behalten.

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30.06.2025

Supply Chain sichern Eine wichtige Rolle nimmt in diesem Zusammenhang die Supply Chain ein. Engpässe bleiben auch nach Corona ein Problem. Hinzu kommen geopolitische Risiken und Unsicherheiten sowie der Klimawandel. Anfälligkeiten entlang der Lieferketten ähneln sich, wirken sich aber auf die Branchen unterschiedlich aus. Supply Chains in der Medizintechnik sind in der Regel stark fragmentiert, erstrecken sich nicht selten über mehrere Länder und beziehen unterschiedliche, spezialisierte Komponenten von verschiedenen Lieferanten. Diese Komplexität macht die Lieferketten von jeher anfälliger für Störungen. Regulatorische Anforderungen in der EU wie die In Vitro Diagnostic Regulation (IVDR) und Medical Device Regulation (MDR) in Kombination mit hohen Preisen und einer gemeinsamen Nachfrage nach Materialien verstärken die Komplexität. In der Branchenumfrage von Deloitte nannte demnach fast die Hälfte der befragten Medizintechnikhersteller (48 %) die Supply Chain als wesentlichen Faktor für ihre Strategie für 2025. Im Vergleich: Bei den Führungskräften in der Life Science-Unternehmen lag der Anteil bei nur etwa 30 %. Gänzlich unbesorgt dürfte jedoch die Biotech-Industrie nicht auf die internationalen Spannungen zwischen den Wirtschaftsblöcken blicken.

Der Umgang mit Handelsschranken und Zöllen sowie mit neuen Compliance-Vorgaben und Gesetzen erfordert Resilienz und eine kontinuierliche Neukalibrierung entlang der Lieferketten. In vielen Fällen werden Hersteller die Fertigung deshalb wohl noch stärker in die Hände von externen Partnern geben, um sich den Unwägbarkeiten der Supply Chain so gut es geht zu entledigen.

Allheilmittel KI Konfrontiert mit diesen vielschichtigen Herausforderungen rückt Künstliche Intelligenz (KI) als Hoffnungsträger weiter in den Fokus. Die smarten Technologien sollen Abläufe rationalisieren und Ressourcen effizienter verteilen.

Nach einer Studie des Capgemini Research Institute zu Generativer KI (GenAI) haben 45 % der Unternehmen in der industriellen Fertigung damit begonnen, sich mit dem Potenzial von KI ernsthaft auseinanderzusetzen. Knapp ein Viertel arbeitet bereits an Pilotprojekten. Das Jahr 2025 gilt dabei für viele als Bewährungsjahr, um KI auch in größeren Maßstäben in Abläufe und Produkte zu integrieren.

Ob sich der KI-Einsatz im Medtech-Bereich tatsächlich so geradlinig vollzieht, bleibt abzuwarten. Die Entwicklung von smarten Chirurgie-Robotern, KI-Apps zur Krebserkennung und virtuellen Assistenz-Ärzten nimmt zwar Konturen an. In der täglichen Praxis kommt KI jedoch v. a. dort zum Einsatz, wo sie sich kontrollieren lässt und wo sie im LABORPRAXIS 3 | 2025

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Bio- & Pharmaanalytik n Trends 2025

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Zweifelsfall keinen Schaden am Menschen nimmt. Die Auflagen sind hoch und die Entwicklung kostet Zeit und Geld, zumal vielerorts das nötige Know-how erst aufgebaut werden muss. Fast zwei Drittel (65 %) der MedtechUnternehmen äußern daher Bedenken, was die Integration von KI in Medizinprodukte angeht.

Smartes Labor und Diagnostik Vielversprechender sieht es bei den Life Sciences aus. Im Bereich der Datenanalyse und Diagnostik gehören KI und Machine Learning (ML) schon länger zum Repertoire. KIAlgorithmen analysieren Patientendaten, einschließlich genomischer Sequenzen, Biomarker-Profile und klinischer Aufzeichnungen, um optimale Behandlungsstrategien zu ermitteln. KI-gesteuerte Robotersysteme überneh-

men diverse Aufgaben von der Probenvorbereitung bis zum Hochdurchsatz-Screening und verbessern dabei die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit. Insbesondere in der Pharmaindustrie erhofft man sich durch KI, die Forschung voranzutreiben und Kosten zu reduzieren. Durch KI entdeckte Moleküle in Phase I der Medikamentenentwicklung weisen bereits jetzt eine Erfolgsquote von 80 bis 90 % auf. Die Hoffnung ist groß. In einer Spectaris-Umfrage stellten 82 % der Analysen-, Bio-, Labortechnik-Unternehmen die Vorteile, Chancen und Potenziale der Technologie in den Vordergrund. Nach dem KI-Sprint der letzten zwei Jahre geht es nun daran, die KI-Anwendungen zu validieren, die Ergebnisse zu präzisieren und Sicherheitsmechanismen und Kontrollinstanzen entlang der jeweiligen Prozesse aufzubauen.

Nachhaltigkeit LP INFO

Compliance 2025 – eine Auswahl Medtech und Medizinprodukte: Die MDR bleibt eine Langzeitbaustelle. Immer wieder forderten Verbände eine umfassende Revision der Richtlinie. Im Oktober 2024 verabschiedete das Europaparlament schließlich eine Resolution zur Änderung, die bis zum Ende des ersten Quartals 2025 Vorschläge fordert. Ob und wie eine Novellierung stattfindet, muss sich zeigen.

Pharmaindustrie & Forschung: Das Medizinforschungsgesetz (MFG), seit Herbst 2024 in Kraft, soll klinische Studien in Deutschland attraktiver machen, u. a. durch schnellere Genehmigungen und Erstattungsbeträge. Ab Januar 2025 führt die EU mit dem Health Technology Assessment (HTA) eine harmonisierte Bewertung von Gesundheitstechnologien ein. Krebsmedikamente und ATMPs unterliegen dann einer gemeinsamen klinischen Prüfung.

Supply Chain: Neben dem Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz (LkSG) und der EU-Lieferkettenrichtlinie steigen die Anforderungen an das Supply Chain Management weiter. Die Verordnung (EU) 2024/1860 verpflichtet Hersteller, Versorgungsunterbrechungen bei In-vitro-Diagnostika zu melden. Der Biosecure Act in den USA wiederum soll den Abfluss biomedizinischen Know-hows ins Ausland, v. a. nach China, verhindern und könnte ebenfalls SupplyChain-Stakeholder betreffen.

Nachhaltigkeit: Der Medtech- und Life-Sciences-Sektor unterliegt durch den EU Green Deal strengeren Nachhaltigkeits- und Compliance-Richtlinien wie der EU-Taxonomie-Verordnung und der CSRD. Regulierungen wie MDR und die Pharmaceutical Strategy for Europe fördern nachhaltige Produktion und umweltfreundliche Entsorgung. Unternehmen müssen Kreislaufwirtschafts-Prinzipien, CO2Reduktionsstrategien und erweiterte REACH- und RoHS-Vorschriften einhalten.

Künstliche Intelligenz: Der EU KI Act stuft KI-basierte Medizinprodukte als Hochrisiko-Anwendungen ein und verlangt strenge Transparenz-, Sicherheits- und Ethikstandards. KI-Lösungen müssen vor Zulassung Konformitätsprüfungen, Datenqualitätsanforderungen und Risikobewertungen erfüllen. Dies erhöht den Entwicklungsaufwand bei klaren Rahmenbedingungen.

Cybersecurity: Die NIS-2-Richtlinie verschärft seit 2024 die Cybersicherheitsanforderungen für Krankenhäuser, Pharmaunternehmen und Medizintechnikhersteller, darunter Schwachstellenanalysen und eine 24-Stunden-Meldepflicht für Cybervorfälle. Der Cyber Resilience Act verlangt Security-by-Design, regelmäßige Updates und Schwachstellenmanagement für vernetzte Medizinprodukte, mit einer Umsetzungsfrist bis Ende 2027.

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Mit komplexen Lieferketten, der Nutzung natürlicher Ressourcen und einem systemischen Einfluss auf Gesellschaft und Mensch ist Environmental, Social und Governance (ESG) sowohl für die Medizintechnik als auch für die Biotech-Branche ein Kernthema. Zum einen geht es darum, staatliche Auflagen wie die Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) der EU zu erfüllen. Zum anderen gilt Nachhaltigkeit als entscheidender Faktor, um Fachkräfte zu gewinnen und zu binden, die eigene Marke zu stärken und Optimierungspotenziale auszuloten. Während das Nachhaltigkeits-Reporting bei einigen Medizinprodukten (z. B. Zubehörmaterial) noch relativ geradlinig verläuft, steigt mit der Komplexität der Geräte die Komplexität der Berichterstattung. Analyseansätze wie das Product Lifecycle Assessment (LCA) liefern hier ein Gerüst, um wichtige Kennzahlen zu erheben und nicht nur CO2-Emissionen zu reduzieren, sondern auch Kosten einzusparen.Technologien und Lösungen für die umweltfreundliche Entwicklung, Herstellung und Distribution von Medizinprodukten sind im Kommen. Insgesamt soll der Markt für grüne Technologie weiter wachsen und bis 2032 ein Volumen von 105 Mrd. US-Dollar erreichen. In Zukunft werden Hersteller mit einem erweiterten Ecosystem agieren, in dem Partner fachspezifische Expertise zur Verfügung stellen und Dienstleister nachhaltigkeitsrelevante Aufgaben übernehmen (z. B. Abfallentsorgung).

Cybersicherheit Die Integration von KI sowie die wachsende Anzahl an vernetzten Systemen und Tools vergrößert die Angriffsfläche. Die Cyberattacken auf Krankenhäuser und Gesundheitseinrichtungen sind 2024 weiter gestiegen. Laut dem Horizon Report 2025 wurden dabei insgesamt 183 Millionen Patientendaten kompromittiert, was einem Anstieg von 9 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Besonders betroffen waren so genannte Healthcare Clearing Houses, bei denen die Angriffe um über 2.000 % zunahmen. Stark verflochtene Lieferketten können bei erfolgreichen Datenhacks und kompromittierten Systemen schnell einen Dominoeffekt auslösen und sich in der gesamten Wertschöpfungskette spürbar machen. Compliance-Vorgaben, wie die NIS-2-Richtlinie der EU, nehmen daher verstärkt auch die Lieferketten in Verantwortung.

Eine enge, transparente und sichere Zusammenarbeit mit Partnern, Dienstleistern und Zulieferern wird damit zu einer Grundvoraussetzung, egal ob für den Medtech oder Life Sciences-Sektor. (ott)

Produkte n Bio- & Pharmaanalytik

MESSUNG VON TRANSEPITHELIALER ELEKTRISCHER RESISTENZ

Für umfassenden Einblick in Zell-Zell-Kontakte thode markierungsfrei und damit besonders schonend für die Zellen machen soll. Die Software der Station zeigt nicht nur die konstanten TEER-Werte, sondern auch Resistenz und Reaktanz an, wodurch ein umfassenderes Verständnis der Zellaktivität möglich werden soll.

Zur Nutzung ist ein Ecis Z-Theta Gerät erforderlich, welches Multifrequenzmessungen im Bereich von 100 Hz bis 100 kHz ermöglicht und somit ideal für diverse Anwendungen wie Zellproliferation, Migration, Wundheilung und toxikologische Tests ist. Zudem sollen Anwender flexibel zwischen klassischen Messungen mit Goldelektroden und TEERZ-Messungen wechseln können.

Bild: Dunn Labortechnik

Eine hochpräzise Messung der transepithelialen elektrischen Resistenz (TEER), soll durch die von Dunn Labortechnik vorgestellte neue TEERZ-Station von Applied Biophysics ermöglicht werden.

Diese neue Technologie wird genutzt, um Zell-Zell-Kontakte in Corning- oder Millipore-Filtereinsatzplatten bei 75 Hz zu analysieren. Die Station ist mit Kassetten ausgestattet, die entweder 24 oder 96 Elektrodenpins enthalten, was die Verwendung von 24-Well- und 96-WellPlatten ermöglicht. Alle Messungen können direkt im Inkubator durchgeführt werden, wodurch eine kontinuierliche Überwachung der Zellen ohne Unterbrechungen gewährleistet ist. Der Widerstand der Zellen wird zur Erfassung der TEER-Werte verwendet, was die Me-

www.dunnlab.de

IM KAMPF GEGEN DARMKREBS

Seit Januar 2025 ist das Darmkrebs-Screening für Frauen ab 50 statt vormals 55 Jahren im Leistungsanspruch für Früherkennungsuntersuchungen aufgenommen. Damit haben nun Männer und Frauen ab 50 Jahren gleichen Zugang zu diesem Vorsorgeangebot. Der ursprünglich unterschiedliche Anspruch zu den Früherkennungsprogrammen für Frauen und Männer ging zurück auf Daten des RobertKoch-Instituts, die für Männer ein höheres Erkrankungsrisiko ab 50 Jahren aufzeigten als für Frauen. Eine neue Leitlinienrecherche konnte jedoch keine nach dem Geschlecht oder Alter differenzierten Empfehlungen rechtfertigen, wie der gemeinsame Bundesausschuss in einer Pressemeldung schreibt.

Ein wichtiger Anbieter für den Bereich Krebsfrüherkennung ist das molekulargenetische Diagnostikunternehmen Mainz Biomed.

Gemeinsam mit seinem Laborpartner Ganzimmun Diagnostics hat das Unternehmen den verbesserten Darmkrebsfrüherkennungstest Colo Alert eingeführt. Dieser ermöglicht es Laborpartnern, eine Screening-Lösung anzubieten, die auf die aktuellen Anforderungen im Gesundheitswesen abgestimmt ist. Dank eines firmeneigenen DNA-Stabilisierungspuffers wird eine zuverlässige Auswertung von

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Neuer Test verspricht verbesserte Vorsorgeuntersuchungen

Proben selbst bei schwankenden Volumina gewährleistet, heißt es in einer Pressemeldung. Die Markteinführung des verbesserten Colo-Alert-Tests unterstütze nicht nur die wachsende Sensibilisierung, sondern auch die umfassendere Integration von neuen Tests in die Früherkennungspraxis. www.mainzbiomed.com

Beilagenhinweis Dieser Ausgabe liegen Prospekte der folgenden Firmen bei: • RCT Reichelt Chemietechnik GmbH & Co. • Carl Roth GmbH & Co. KG

ist eine Marke der

Wir bitten freundlichst um Beachtung.

LABORPRAXIS 3 | 2025

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1 Die Prozesskontaminanten 3-MCPD, 2-MCPD und Glycidol sowie deren Fettsäureester können bei der Herstellung und Verarbeitung wärmebehandelter Lebensmittel entstehen.

Nachgewiesen wurden sie u. a. in (fettreichen) Backwaren, Säuglingsnahrung, Sojasauce und Speisefetten.

BESTIMMUNG VON 3-MCPD, 2-MCPD UND GLYCIDOL IN SPEISEÖL UND SPEISEFETT

Mit jeder Methode automatisiert 3- und 2-Monochlorpropandiol (3-MCPD/2-MCPD), Glycidol sowie deren Fettsäureester sind klassische Prozesskontaminanten, die bei der Herstellung und Verarbeitung von Speiseölen und Speisefetten auftreten können. Der Gesundheit wenig zuträglich, steht die Dreierbande auf der Fahndungsliste der Qualitätssicherung und Lebensmittelkontrolle. Wie man auch bei der Prozesskontrolle von 2/3-MCPD und Glycidol höchst effizient vorgeht, zeigt der nachfolgende Methodenvergleich.

W

VERFASST VON

Jochen Vandenberg Applikationsexperte Gerstel GmbH & Co. KG

er die Wahl hat, hat die Qual! Das Sprichwort mag seine Berechtigung haben, wenn sich die Menüliste in der Speisekarte über viele Seiten erstreckt. Anders gestaltet sich der Umstand, steht man im Labor vor der Herausforderung, eine Aufgabe zu bewältigen, die sich auf unterschiedliche analytische Weise lösen lässt, wenn eine höhere Effizienz oder besser Ergebnisqualität im Fokus stehen oder der Kunde die Umsetzung der Methode A wünscht, das Labor mangels Equipment jedoch nur B kann. Praktisches Beispiel ist die Bestimmung von zwei Monochlorpropandiolen (2/3-MCPD) und Glycidol in Speiseölen, Speisefetten oder öl- und fetthaltigen Nahrungsmitteln. Diese Aufgabe lässt sich auf unterschiedliche Weise lösen: mit der Differenzmethode, mit der so genannten „Unilever“-Methode, der „Zwagerman/Overman“-Methode oder der „Kuhlmann“-Methode. Wohl dem, der über das technische Equipment und applikative Know-how verfügt, die Methode bedarf- und anforderungsgemäß wählen und automatisiert durchführen zu können. Wie sich die Automatisierung der Methode und deren Umsetzung im Einzelnen gestaltet, haben Szmania et al. sowie Jasmin

34 LABORPRAXIS 3 | 2025

Zboron und Oliver Lerch (s. Referenz) im Rahmen von Applikationsvorschriften ergebnishaft dokumentiert.

Gefährliche Prozesskontaminanten 3-MCPD, 2-MCPD und Glycidol sowie deren Fettsäureester können bei der Herstellung und Verarbeitung wärmebehandelter Lebensmittel entstehen (s. LP-Info-Kasten). Problem: Sie sind gesundheitsschädlich. Während der Verdauung werden fettsäuregebundenes 2-MCPD, 3-MCPD und Glycidyl in ihre freien Formen umgewandelt. Ratten, denen 3-MCPD verabreicht wurde, zeigten Zellveränderungen v. a. im Bereich der Nieren. Höhere Dosierungen führten zur Ausprägung gutartiger Tumore. Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IACR) hat 3-MCPD als potenziell kanzerogen eingestuft.

Da sich die Bildung von 3-MCPD bei der Herstellung und Verarbeitung von Lebensmitteln prozessbedingt kaum verhindern lässt, ist eine potenzielle Belastung auf niedrigstem Niveau zu halten. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) sowie das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) sprechen von einer tolerier-

2 Übersicht der chemischen Reaktionen, die 2-, 3-MCPD und Glycidol während der Probenvorbereitung im Rahmen der Zwagerman/ Overman-Methode durchlaufen.

zum Ziel

Bild: © 151115 - stock.adobe.com

Bild: Gerstel

Chromatographie n Lebensmittelanalytik

Bestimmungsmethoden im Blick In Kooperation und im Auftrag von Unternehmen der Lebensmittelindustrie und Auftragsanalytik hat das Applikationsteam des in Mülheim an der Ruhr ansässigen Analysengeräteherstellers Gerstel maßgebliche Normvorschriften zum Nachweis von 3-MCPD, 2-MCPD und Glycidol, die als Fettsäureester vorliegen, in kommerziell verfügbare automatisierte Analysenlösungen umgesetzt, die inzwischen bei einschlägigen Laboratorien weltweit zum Einsatz kommen. Im weiteren Verlauf soll ein Blick auf die einführend genannten Analysenlösungen bzw. Methoden zur Bestimmung von MCPD und Glycidol-Fettsäureestern geworfen werden. Alle folgen der gleichen Chemie, womit die Freisetzung der Analyten durch Esterspaltung, Umwandlung des Glycidols zu 3-MCPD respektive 3-MBPD (bromiert), Derivatisierung des Analyten mit Phenylboronsäure, GC/MS- bzw. GCMS/MS-Analytik gemeint ist. Unterschiede zeigten sich

Bild: Gerstel

baren täglichen Aufnahmemenge (Tolerable Daily Intake, TDI) von 2 Mikrogramm (µg) 3-MCPD pro Kilogramm Körpergewicht. Für 2-MCPD und dessen Fettsäureester ist eine Bewertung gesundheitlicher Risiken in Ermangelung toxikologischer Daten nicht möglich. Glycidol wird von der IACR als wahrscheinlich kanzerogen und genotoxisch eingestuft. Um die Gesundheitsrisiken für Verbraucherinnen und Verbraucher zu minimieren, hat die Europäische Kommission gemäß Verordnung (EU) 2020/1322 folgende Höchstwerte definiert: 3-MCPD: 1.250 µg/kg in pflanzlichen Ölen und Fetten (Palm-, Sonnenblumen-, Raps-, Olivenöl etc.),

2.000 µg/kg in anderen pflanzlichen und tierischen Ölen und Fetten, 15 bis 750 μg/kg in Babynahrung und deren Zutaten Glycidol: 1.000 µg/kg in pflanzlichen Öle und Fetten, Fischöl sowie Ölen aus anderen Meeresorganismen etc., 6 bis 500 μg/kg in Babynahrung und deren Zutaten Das BfR empfiehlt nach der von ihr durchgeführten Studie, die Gehalte an 2-MCPD, 3-MCPD, Glycidol und deren Fettsäureestern in Lebensmitteln, die bei Kindern beliebt sind (Donuts/Berliner, Margarinen/Pflanzencremes etc.) sowie insbesondere in Säuglingsnahrung zu reduzieren. Besonderes Augenmerk liegt auf der Ernährung der Kleinsten der Kleinen, da es für nicht-gestillte Säuglinge keine Ernährungsalternative als Säuglingsersatznahrung gibt. Das BfR mahnt Handlungsbedarf an: Die Gehalte der Kontaminanten in Lebensmitteln sind zu minimieren, um einer Gesundheitsbeeinträchtigung der Verbraucher, v. a. der von nicht-gestillten Säuglingen, die nur mit industriell gefertigter Säuglingsmilchnahrung ernährt werden, entgegenzuwirken.

Dieses Ziel zu erreichen, fordert den Einsatz der instrumentellen chemischen Analytik.

3 Vollständige Scan-Chromatogramme einer extrahierten Chiliölprobe mit (orange) und ohne (violett) Vorsäulen-Rückspülung, die die Schutzwirkung der Vorsäulen- und Einlass-Rückspülung veranschaulichen. Die Rückspülung verhindert, dass große Mengen an Matrixverbindungen und Derivatisierungsreagenzien in die analytische Säule und das Massenspektrometer gelangen, wodurch längere Wartungsintervalle möglich werden und die Robustheit der Methode insgesamt gewährleistet wird. Die Rückspülung verkürzt die Analysezeit erheblich und verbessert den Durchsatz.

LABORPRAXIS 3 | 2025

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Bild: Gerstel

Lebensmittelanalytik n Chromatographie

4 Typische Chromatogrammspuren (Quantifizierer/ Qualifizierer) für jede Verbindung in der Nähe der jeweiligen Quantifizierungsgrenzen: 3-MCPD bei 10 µg/kg (a), 2-MCPD bei 15 µg/kg (b) und Glycidol bei 15 µg/kg (c).

u. a. in der Reaktionsführung, den zugesetzten internen Standards oder der Art der Detektion und Auswertung.

Handelt es sich bei den zu untersuchenden Proben um komplexe Lebensmittel wie Gebäck, Nuss-Nugat-Creme, Schokoladenriegel oder ähnliches, bedarf es eines zusätzlichen Vorbereitungsschritts, und zwar der Extraktion des darin enthaltenen Fettanteils. Aus diesem Extrakt erfolgt der Nachweis von 3-MCPD, 2-MCPD und Glycidol-Fettsäureester.

Differenzmethode: Die Differenzmethode ist die am längsten etablierte Methode. Sie gilt als die Standardlösung für die Bestimmung von fettsäuregebundenem 2-MCPD, 3-MCPD und Glycidol in pflanzlichen Ölen und Fetten mittels GC/MS, und zwar gemäß der offiziellen AOCS-Methode Cd 29c-13 bzw. DIN EN ISO 18363-1 und DGF-Einheitsmethode C-VI 18 (10). Die Methode ist schnell, robust und zuverlässig und wird zur Wareneingangskontrolle, zur Qualitätskontrolle von Ölen und Fetten in Ölmühlen sowie von Lebensmittelherstellern und angeschlossenen Vertragslaboren eingesetzt. Gemeinsamkeiten: Zwei Aliquote einer Speiseölprobe werden verseift und die Reaktion in Gegenwart von saurer Chlorid- bzw. Bromidlösung gestoppt. Die Analyten werden mit Phenylboronsäure (PBA) derivatisiert und die ursprünglich in der Probe vorhandene Menge an 3-MCPD direkt bestimmt, während die Menge an Glycidol indirekt über eine Differenzmessung ermittelt wird.

Der in der AOCS-Methode Cd 29c-13 vorgeschriebene Verdampfungsschritt wird als Teil des automatisierten Arbeitsablaufs durch den Gerstel-Multipurpose-Sampler (MPS) durchgeführt, der direkt an das GC/MS-System gekoppelt ist. Während Triple-Quadrupol-MS-Systeme am weitesten verbreitet sind, können die erforderlichen Bestimmungsgrenzen bei den meisten Proben (außer Säuglingsnahrung) mit einem Single-Quadrupol-Mas-

LP INFO

Fett, Salz und hohe Temperaturen Nachgewiesen wurden 3-MCPD, 2-MCPD und Glycidol sowie deren Fettsäureester u. a. in (fettreichen) Backwaren, Säuglingsnahrung, Sojasauce sowie Speisefetten und -ölen. Freies 3-MCPD respektive 2-MCPD kann sich bilden, wenn fett- und salzhaltige Lebensmittel im Herstellungsprozess hohen Temperaturen ausgesetzt werden.

Die Ester-gebundenen Formen von 2-MCPD, 3-MCPD sowie Glycidol entstehen bei der Raffination nicht nativ verzehrfähiger pflanzlicher Fette und Öle. Dabei werden hohe Temperaturen (200 bis 300 °C) angelegt, um Fehlaromen und Schadstoffrückstände zu entfernen.

36 LABORPRAXIS 3 | 2025

senspektrometer (MSD) erreicht werden. Die installierte Säulenrückspülung eliminiert überschüssiges Reagenz und hochsiedende Rückstände, verhindert eine Verschleppung von Probe zu Probe und gewährleistet eine langfristige Systemstabilität. Die Ergebnisse zeigen eine gute Korrelation mit Referenzdaten. Als Beweis für eine erfolgreiche Automatisierung werden für die gesamte Analyse einschließlich des Probenvorbereitungs-Workflows hervorragende Standardabweichungen erzielt.

Kuhlmann-Methode: Die DIN EN ISO 18363-2:2025 bzw. AOCS Cd 29b-13 gilt als der Goldstandard unter den Methoden zur Bestimmung von 2-MCPD, 3-MCPD und Glycidol. Die Kuhlmann-Methode ist sicher und robust und liefert zuverlässig gute Resultate. Die hohe Präzision hat allerdings ihren Preis: Es ist mehr Zeit erforderlich und die Proben müssen auf -22 °C bis -25 °C gekühlt werden. Die technische Umsetzung auf einem modernen, integrierten, vollautomatischen Analysesystem ist denkbar, wurde aber bisher nicht angefragt.

Unilever-Methode: Ihre offizielle Bezeichnung lautet DIN EN ISO 18363-3:2017. Der Unterschied zum Differenzverfahren liegt v. a. in der Probenaufbereitung. Pro Probe wird nur ein Analysenlauf (Assay) durchgeführt.

Die Analyten werden dabei sequenziell, also schrittweise, aufbereitet: Glycidylester reagieren mit angesäuerter Natriumbromidlösung zu den entsprechenden 3-Monobrompropandiol-Fettsäureestern (3-MBPD), die mit Heptan extrahiert werden. Der Extrakt wird in der MPS-Verdampfungsstation (Gerstel mVAP) konzentriert und der Rückstand in Tetrahydrofuran (THF) aufgenommen. Die 3-MBPD-, 2-MCPD- und 3-MCPD-Fettsäureester werden anschließend durch 16-stündiges Einlegen in ein saures Milieu bei 40 °C, anschließende Derivatisierung mit Phenylboronsäure (PBA) im Ultraschallbad und Extraktion mit n-Heptan in eine analysierbare Form überführt. Der Extrakt wird im mVAP konzentriert und der Rückstand in einer kleinen Menge Lösungsmittel aufgenommen und per GC/MS analysiert. Der Arbeitsablauf entspricht der Standardmethode und die Automatisierung verbessert den Laborprozess erheblich: Der Probendurchsatz wird erhöht, die Analysezeit wird verbessert und die Belastung des Laborpersonals durch potenziell toxische Lösungsmittel und Chemikalien kann ebenfalls erheblich reduziert werden.

Zwagerman/Overman-Methode: Die ISO 183634:2021 stützt sich auf mehrere interne Standards, um selbst kleine Abweichungen auszugleichen, wie z. B. den Einfluss auf das Glycidol-Analyseergebnis bei erhöhten 3-MCPD-Werten. Die Verwendung eines Triple-Quadrupol-Massenspektrometers (TQMS) ist obligatorisch und die Analyten werden im Multiple-Reaction-MonitoringModus (MRM) bestimmt. Die Standardmethode und

Chromatographie n Lebensmittelanalytik

alle zugehörigen Schritte der Probenvorbereitung werden von einem GC-MS/MS-System durchgeführt, das an einen Gerstel-Multipurpose-Sampler (MPS) gekoppelt ist. Die Analyse ist vollständig automatisiert. Um ein breites Spektrum an Flüssigkeitsvolumina genau zu dosieren, ist der Autosampler mit einer 1-ml-Spritze für Probenvorbereitungsschritte und einer 10-μL-Spritze zur Injektion vorbereiteter Extrakte ausgestattet. Ein Modul für effizientes, vortexartiges Schütteln, das für die Extraktion erforderlich ist, sowie ein gekühlter Probenteller zur Temperaturkontrolle während der Umesterung und eine Schnellwaschstation sind ebenfalls integriert. Hochsiedende Rückstände und überschüssiges Reagenz werden mithilfe eines Rückspülsystems aus der analytischen Säule entfernt.

Die Methode ist validiert und wird z. B. bei der Analyse von Pflanzenölen und tierischen Fetten eingesetzt. Die erfolgreiche Teilnahme an einem Ringversuch bestätigte die Systemleistung mit relativen Standardabweichungen unter vier Prozent für alle Analyten in verschiedenen Matrices.

Die von der ISO-Norm geforderte Bestimmungsgrenze (LOQ) von 0,1 mg/kg wird mit einem signifikanten Sicherheitsspielraum erreicht. Eine weitere Senkung der LOQs kann durch Hinzufügen einer Verdampfungskonzentration (Gerstel mVAP) zum automatisierten System erreicht werden. Das GC-Triple-Quadrupole-MS liefert außergewöhnlich saubere Chromatogramme mit minimalen Interferenzen und die Automatisierung ermöglicht eine Produktivität rund um die Uhr. Prioritätsproben können flexibel zu laufenden Sequenzen hinzugefügt werden.

interne Standards, was die Kosten pro Analyse erhöht, aber hochpräzise und genaue Ergebnisse liefert. Die Differenzmethode ist in den meisten Umgebungen immer noch die bevorzugte Methode, da sie bekannt und etabliert ist. Die Umstellung auf neue Methoden ist im Sinne von „never change a running system“ nicht immer einfach. Die Änderung kann jedoch einen Mehrwert in Form einer höheren Effizienz und Qualität des Analyseprozesses bedeuten. Unabhängig davon, welche Methode verwendet wird, ist das Hinzufügen eines neuen GC/ MS-Systems oder die Aufrüstung eines vorhandenen Systems mit automatisierter Probenvorbereitung zur Bestimmung von 2-MCPD, 3-MCPD und Glycidol häufig eine gute Investition. (ott)

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Einordnung Die indirekte Methode, auch als Differenzmethode bezeichnet, und die Zwagerman/ Overman-Methode sind die Methoden der Wahl, wenn es auf die Zeit ankommt, z. B. bei der Qualitätskontrolle (QC) oder bei eingehenden Rohprodukten in einer Produktionsanlage. Die Methoden sind ähnlich, allerdings ist die Zwagerman/Overman-Methode etwas schneller als die Differenzmethode und deutlich schneller als die Methoden von Unilever und Kuhlmann.

Die Zwagerman/OvermanMethode verwendet mehrere

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1. - 2. April 2025, Würzburg

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– einer Marke der

LP 3 n LAB-SUPPLY

REGIONALMESSE

Die LAB-SUPPLY-Termine Nächste Station: Münster. Dort wartet der Themenschwerpunkt Liquid Handling.

Die zweite Jahreshälfte führt dann zwei neue Standorte ein: Chemnitz und Augsburg.

Jedes Event bietet Neuheiten und Fachvorträge in den Bereichen instrumentelle Analytik, Labortechnik, Laborchemikalien und Biotechnologie/Life Sciences.

Hamburg 8 Hannover 3 Mittwoch, 21. Mai 2025 Congress Centrum Wienecke XI Hildesheimer Str. 380 30519 Hannover

Mittwoch, 8. Oktober 2025 Messehalle Hamburg-Schnelsen Modering 1a 22457 Hamburg

Münster 1

4 Berlin Dienstag, 17. Juni 2025 Estrel Saal des Estrel Convention Centers Sonnenallee 225 12057 Berlin

Uhrzeit für alle Messen:

Mittwoch, 9. April 2025 Messe und Congress Centrum Halle Münsterland GmbH Albersloher Weg 32 48155 Münster

9:00 bis 15:30 Uhr

6 Chemnitz Mittwoch, 10. September 2025 Messe Chemnitz Messepl. 1 NEU 09116 Chemnitz

Leverkusen 7

Wien 2

Mittwoch, 24. September 2025 Forum Leverkusen – KulturStadtLev Am Büchelter Hof 9 51373 Leverkusen

Mittwoch, 14. Mai 2025 Austria Center Vienna Bruno-Kreisky-Platz 1 1220 Wien, Österreich

Innsbruck 5 9 Augsburg Mittwoch, 12. November 2025 Messe Augsburg, Am Messezentrum 5, 86159 Augsburg

NEU

Mittwoch, 25. Juni 2025 Congress Innsbruck Rennweg 6020 Innsbruck, Österreich

LAB SUPPLY LABORPRAXIS 3 | 2025

39

LAB-SUPPLY n LP 3

LAB-SUPPLY MÜNSTER 2025

Hands-On bei Liquid Handling

Bild: Stefan Stark

Ob manuelle Pipetten oder die automatisierte Workstation: Das Thema Liquid Handling ist auf allen LAB-SUPPLY-Messen präsent. In Münster am 9. April aber ganz besonders. Dort widmen wir ihm einen eigenen Vortragsraum mit entsprechenden Präsentationen.

1 Impression der LAB-SUPPLY Münster von 2024

D

ie LAB-SUPPLY macht am 9. April 2025 Station in Münster und bietet Laborangestellten aus der Region eine Plattform für den direkten Austausch mit Herstellern und Experten. Von 9:00 bis 15:30 Uhr verwandelt sich das Messe und Congress Centrum Halle Münsterland in einen Treffpunkt für die Laborund Analysentechnik-Branche.

VERFASST VON

Christian Lüttmann Redakteur LABORPRAXIS

Probenvorbereitung und Liquid Handling Ein zentrales Element der LAB-SUPPLY ist das umfangreiche Vortragsprogramm. Von 9:30 Uhr bis zum Ende der Messe werden in bis zu sieben Räumen gleichzeitig Fachvorträge zu diversen Themen der Labortechnik an-

geboten, z. B. zu Refraktometrie, pH-Messung, Spektroskopie und Chromatographie. In kurzen Einheiten von 30 Minuten erfahren Sie dort etwa wichtige Grundlagen zur potentiometrischen Titration, oder wie ein moderner Sicherheitsschrank als Datenlieferant wichtige Information erfassen, aufbereiten und zur Verfügung stellen kann.

Als Besonderheit bietet das Vortragsprogramm in Münster diesmal den Fokus auf Probenvorbereitung und Liquid Handling. Von der korrekten Pipettiertechnik über Lösungen zur Wasseranalytik mittels Spektralphotometern bis hin zur Rolle von Reinstwasser in der Laboranalytik teilen die Experten der ausstellenden Firmen ihr Fachwissen und stehen für Fragen zur Verfügung.

Direkter Draht zu den Ausstellern Das Konzept der LAB-SUPPLY setzt auf kurze Wege und direkten Austausch: Die Aussteller präsentieren ihre Produkte und Lösungen an einfachen Tischen statt in komplexen Messeständen. So kommen die Besucher schnell und unkompliziert mit den richtigen Ansprechpartnern in Kontakt. Ob Sie sich für neue Analysegeräte, Laborausstattung oder Verbrauchsmaterialien interessieren – Applikationsexperten und regionale Vertriebsmitarbeiter von über 120 Unternehmen sind in Münster auf der Messe zugegen.

Die Teilnahme an der LAB-SUPPLY ist für Besucher kostenlos. Eine Online-Registrierung im Vorfeld unter www.lab-supply.info/besuchen/muenster wird empfohlen und gelingt mit wenigen Klicks. So können Sie mit ihrem Gratis-Ticket am Messetag direkt in die Ausstellung starten. (clu)

Voraschau auf einige Vorträge zum Thema Liquid Handling und Probenvorbereitung Zeit

Referent

Firma

09:30-10:00 Uhr

Dr. Florian Diehl

Brand GmbH & Co. KG

10:10-10:40 Uhr

Dr. Fabian Müller

Mettler Toledo GmbH

10:50-11:20 Uhr

Oliver Jenner

Brand GmbH & Co. KG

12:50-13:20 Uhr

Sabrina Böttcher

Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG

40 LABORPRAXIS 3 | 2025

Vortrag Richtiges Pipettieren. 10 Schritte zum Pipettier-Profi!

Hinweise zu Einflussfaktoren bei Luftpolsterpipetten und praktische Tipps zur Handhabung und Genauigkeit Wasseranalytik mittels Spektralphotometern von Mettler Toledo – Vorteile & Arbeitsabläufe mit Test Kits Vorstellung gebrauchsfertiger Testkits für Wasseranalysen mit UV/VIS Spektralphotometern.

Auf kleinstem Raum richtig Pipettieren, einfach automatisieren am Beispiel einer DNA-Extraktionsmethode werden Liquid Handling Stations für automatisierte Pipettierroutinen erklärt.

Rein-und Reinstwasser: Die Basis für zuverlässige Laborergebnisse Grundlagen für die Verwendung von Rein- und Reinstwasser im Labor.

Produkte n LAB-SUPPLY

LABORKITTEL

Sichere, stabile und atmungsaktive Schutzkleidung

Bild: Carl Roth

Der Laborkittel Kimtech Science A7 P+ besteht aus einem speziellen, textilähnlichen SMS-Material aus folienbeschichtetem, silikonfreiem Polypropylen. Das Material ist atmungsaktivit und dank seiner abriebfesten und fusselfreien Eigenschaften optimal für Laboranwendungen geeignet. Durch Dreifachnähte und robuste Druckknöpfe übersteht der Kittel laut Anbieter viele industrielle Waschvorgänge. Die besondere Funktionalität des Kimtech Laborkittels entsteht durch den Stehkragen, der den Brustbereich schützt, sowie elastische Manschetten und Daumenschlaufen zur sicheren Fixierung der Handschuhe.

Der Laborkittel ist eine Teilkörper-Schutzkleidung mit eingeschränktem Spritzschutz.

Er entspricht allen Anforderungen zum Schutz vor infektiösen Erregern und ist für Reinräume der ISO-Klasse 7 (GMP-Grade C) geeignet. Typische Einsatzbereiche umfassen nahezu alle Bereiche der Laborarbeit, vom Routinelabor bis in die Forensik. www.carlroth.com

DISPENSER MIT PLATTENSTAPLER

Automatisierte Verarbeitung von Deep-Well-Platten Deep-Well-Platten sind in Laboren mit hohem Durchsatz unentbehrlich geworden, da sie die Vorbereitung, Lagerung und Verarbeitung von großen Probenmengen unterstützen. Der spezielle Aufbau dieser Platten – insbesondere der erhöhte Rahmen – schafft jedoch häufig mechanische Einschränkungen für herkömmliche automatisierte Liquid-Handling-Geräte. Das Ergebnis sind Kompatibilitätsprobleme, die die Effizienz von Arbeitsabläufen beeinträchtigen können. Der Bil d: I nte Hersteller Integra Biosciences hat gra Bio den Funktionsumfang seines Wellsci en ces jet-Dispensers mit Plattenstapler um die automatische Verarbeitung von Deep-Well-Platten mit einer Höhe von bis zu

45 Millimeter erweitert. Mit dieser neuen Funktionalität können Labore größere Probenmengen in 96- oder 384-Well-Platten effektiver handhaben und so die größten Herausforderungen in Arbeitsabläufen mit hohem Durchsatz bewältigen. Das aktualisierte Produkt mit Plattenstapler soll somit an eine schnelle und präzise Verarbeitung von Deep-Well-Platten angepasst sein.

Verschiedene Laboranwendungen wie Vorbereitung von NGS-Bibliotheken (Next Generation Sequencing) oder der quantitativen PCR (qPCR) sollen durch die Verwendung des Geräts vereinfacht und automatisierbar werden. Laut Hersteller soll sich das neue System vor allem durch automatisiertes und präzises LiquidHandling bewähren. www.integra-biosciences.com

PHARMAMODUL

Um Anwendern in der pharmazeutischen Industrie einen störungsfreien Betrieb und Datenintegrität gemäß den internationalen pharmazeutischen Vorschriften und Standards zu ermöglichen, hat Analytik Jena ein neues Softwaremodul gemäß FDA 21 CFR Part 11 für ihre TOC/TNb-Analysatoren der multi N/C x300-Serie veröffentlicht. Dank der neuen Funktionen profitieren die Nutzer von einer deutlichen Zeitersparnis und Bedienerfreundlichkeit bei revisionssicheren Analysen in dieser streng regulierten Branche, heißt es in einer Pressemeldung. Die neue Software bietet viele komfortable Funktionen: Sie eliminiert manuelle Berechnungs- und Dokumentationsschritte, z. B. bei Systemeignungstests, und reduziert

so den Aufwand auf ein Minimum. Außerdem bietet sie eine klare Übersicht über Benutzerrollen und Methoden- bzw. Ergebnisversionen. Damit arbeiten die Anwender laut Analytik Jena wesentlich komfortabler und effizienter und reduzieren das Fehlerrisiko bei der manuellen Dokumentation. Zu den neuen Funktionen gehören u. a. eine Benutzerverwaltung zur Vergabe von Rollen und Bearbeitungsrechten an Teammitglieder, eine serverbasierte zentrale Datenverwaltung, um Daten von mehreren Geräten zu speichern, eine detaillierte Protokollierung und Versionierung mit Kommentarfunktion sowie elektronische Signaturen nach dem Vier-Augen-Prinzip. www.analytik-jena.de

Bild: Analytik-Jena

FDA-konformes Softwaremodul

LABORPRAXIS 3 | 2025

41

Beruf & Karriere n LP 3

STANDORT-BEKENNTNIS

Ausbildungsbilanz 2024: Chemie-Industrie setzt neuen Rekord Jahres nochmals übertroffen (Vorjahr: 9.896 Plätze). Zugleich sank der Anteil nicht besetzter Ausbildungsplätze trotz gestiegenem Ausbildungsangebot und Bewerberknappheit am Ausbildungsmarkt auf 10,3 Prozent (nach 11,8 Prozent im Vorjahr). „Die Chemie- und Pharmabranche ist eine Schlüsselindustrie für die Transformation.

Bild: frei lizenziert

Die chemisch-pharmazeutische Industrie trotzt der wirtschaftlichen Unsicherheit und setzt ein starkes Zeichen für die Zukunft: Trotz des kritischen wirtschaftlichen Umfeldes für die Branche haben die Unternehmen der chemisch-pharmazeutischen Industrie mit 10.088 neu angebotenen Ausbildungsplätzen den Rekordwert des letzten

Die chemisch-pharmazeutische Industrie erreichte 2024 mit 10.088 Ausbildungsplätzen einen neuen Rekord.

Unsere Lösungen sorgen für mehr Innovation und Nachhaltigkeit. Um dieses Potenzial zu entfalten, brauchen wir genügend qualifizierten Nachwuchs. Deshalb setzen wir uns kontinuierlich für ein attraktives Ausbildungsangebot mit zukunftsorientierten Berufen und guten Rahmenbedingungen ein“, betont Mathias Schöttke, Hauptgeschäftsführer im Bundesarbeitgeberverband Chemie (BAVC). Der aktuelle Ausbildungsrekord sei auch ein Vertrauensvorschuss in die wirtschaftliche Entwicklung des Standorts Deutschland und ein besonderer Ausdruck demografischer Vorsorge. Zum Teil haben auch einmalige Nachholeffekte aus den Corona-Jahren zu dem Rekordergebnis beigetragen. Über die gesamte Laufzeit des Tarifvertrages seit 2003 sind im Schnitt etwa 9.200 Ausbildungsplätze pro Jahr angeboten worden. „Gemeinsam mit der Politik müssen wir dafür sorgen, dass aus dem Umbruch ein Aufbruch wird.

Dazu braucht es einen Kurswechsel für einen starken Industriestandort Deutschland“, sagt Schöttke. Die Regierung müsse Betriebe von Bürokratie und Sozialabgaben entlasten und die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen verbessern. (clu)

UMFRAGE VON VAA UND DECHEMA

Hohe Energiepreise und Bürokratie bremsen Chemie- und Pharmaindustrie

42 LABORPRAXIS 3 | 2025

Bundesregierung muss es sein, die industriepolitischen Rahmenbedingungen zu verbessern und zu stabilisieren. Deutschland steckt in einer Rezession fest und wir können uns keine weitere Verzögerung leisten, wenn wir diese Arbeitsplätze retten wollen.“ Bei der Positionierung der deutschen Chemie- und Pharmabranche im internationalen Wettbewerb sahen die Umfrageteilnehmer nach wie vor Stärken und Schwächen: Die Ausbildung wurde von fast 60 Prozent der Befragten als im Vergleich sehr gut oder eher gut bewertet, die Technologieoffenheit von rund 40 Prozent. Beide Werte haben sich damit gegenüber dem Vorjahr leicht verbessert. Kritisch gesehen wurden weiterhin Wettbewerbsfaktoren wie die Umsetzung neuer Technologien und die Technikaufgeschlossenheit in der Gesellschaft.

Dechema-Geschäftsführer Dr. Andreas Förster sagte dazu: „Wir werden im internationalen Wettbewerb nur bestehen können, wenn wir das starke Netzwerk aus Unternehmen und Wissenschaft in Deutschland als Stärke erkennen und nutzen. Dafür muss die Politik die entsprechenden Rahmenbedingungen schaffen, wir müssen diese Aufgabe aber auch als Gesellschaft insgesamt

angehen.“ Durchgeführt wurde die Umfrage zum Chemie- und Pharmastandort Deutschland im Dezember 2024 unter knapp 1.500 Mitgliedern des VAA und der Dechema, die als Fach- und Führungskräfte in Unternehmen und Forschungseinrichtungen der Chemie- und Pharmabranche tätig sind. (clu)

Bild: © sutthichai - stock.adobe.com

Im Rahmen einer Umfrage haben die Mitglieder des VAA (Verband angestellter Akademiker und leitender Angestellter der chemischen Industrie) und der Dechema Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie unter anderem die Bedeutung von insgesamt 17 Standortfaktoren für den Fortbestand der Arbeitsplätze in der deutschen Chemie- und Pharmaindustrie bewertet.

Wie im Vorjahr gaben die Befragten eine insgesamt sehr kritische Rückmeldung. Insbesondere die Höhe der Energiepreise, die fehlende Stabilität der industriepolitischen Rahmenbedingungen und die bürokratischen Hemmnisse wurden als negative Einflussfaktoren für den Fortbestand der Arbeitsplätze identifiziert. Als positive Einflussfaktoren wurden dagegen das Ausbildungsniveau der Fachkräfte, die Leistungsfähigkeit der vorhanden Produktionsinfrastruktur sowie die Nähe zu wissenschaftlichen Institutionen und Dienstleistern am Standort Deutschland benannt.

Aus den zum Vorjahr unverändert schlechten Ergebnissen leitet der 2. Vorsitzende des VAA Dr. Christoph Gürtler einen hohen Handlungsdruck für die Politik ab: „Eine der ersten Aufgaben der neu gewählten

Negative Zukunft für Arbeitsplätze in der chemisch-pharmazeutischen Industrie? Dies zeigt eine Umfrage von VAA und Dechema.

(Symbolbild)

LP 3 n Beruf & Karriere

LIFE SCIENCES BRIDGE AWARD

Der Life Sciences Bridge Award der Aventis Foundation geht in seine siebte Runde.

Noch bis zum 30. April 2025 können junge Forscherinnen und Forscher aus dem Bereich der Lebenswissenschaften ihre Bewerbungsunterlagen unter https://bridge. aventis-foundation.org/ einreichen. Voraussetzung ist, dass sie noch keine unbefristete Professur innehaben und an einer von 30 Partner-Hochschulen angestellt sind.

Der 2019 erstmals verliehene Bridge Award wird Ende September an bis zu drei Personen vergeben. Sie erhalten jeweils 100.000 Euro, wovon zehn Prozent für persönliche Zwecke freigegeben sind, das restliche Preisgeld ist der Finanzierung ihrer Forschung vorbehalten.

In dem Award bündelt die Aventis Foundation ihr Engagement in der Wissenschaftsförderung. Durch die Auszeichnung herausragender akademischer Wissenschaftler will sie die universitäre Spitzenforschung in Deutschland fördern und besonders begabte Nachwuchskräfte ermutigen, trotz ungewisser Zukunftsaussichten an einer akademischen Karriere festzuhalten.

Denn die Universitäten sind in Deutschland chronisch unterfinanziert, und die Aussichten einer akademischen Laufbahn ungewiss.

Das verleitet Spitzenforscher zur Abwanderung. „Wir fördern Persönlichkeiten, die mit Mut und Kreativität neue wissenschaftliche Wege gehen“, sagt der Vorsitzende der PreisJury, Prof. Dr. Werner Müller-Esterl. (clu)

Bild: Uwe Dettmar

Life-Sciences-Nachwuchspreis mit 100.000 Euro – bis 30. April bewerben

Die Preisträger von 2024: Dr. Kilian Schober (Uniklinikum Erlangen), Dr. Carolin Schneider (RWTH Aachen), Dr. Vivek Thacker (Universität Heidelberg)

BIOMEDIZINISCHE FACHDATENBANK

NEUES DIGITALES FORSCHUNGSNETZWERK

Kostenfreie Abfrage von Biodaten

Bild: Florinda Kraja, Universitätsklinikum Augsburg

Virtual Science Hub der Uni Augsburg

Der neue Virtual Science Hub an der Universitätsmedizin Augsburg verbindet Forschende.

Vernetzung und gemeinsames Arbeiten sind essenziell für wissenschaftlichen Erfolg.

An der Universitätsmedizin Augsburg startet deshalb eine Plattform für den wissen-

schaftlichen Austausch. Der Virtual Science Hub ist ein gemeinsames Projekt der Medizinischen Fakultät und des Comprehensive Cancer Centers Augsburg (CCCA). Er dient als virtueller „Marktplatz“ für die biomedizinische und interdisziplinäre Forschung.

Forschende können dort Projekte, Ressourcen und Publikationen teilen, relevante Inhalte finden und sich gezielt vernetzen.

Durch ein Hashtag-basiertes System werden Themen und Personen dynamisch verbunden und der fachübergreifende Austausch gefördert. „Gerade in der Aufbauphase neuer Forschungsstrukturen kann der VSH eine entscheidende Rolle spielen und Kooperationen erleichtern“, sagt Prof. Dr. Martin Trepel, Direktor des CCCA. (clu)

Das ZB MED – Informationszentrum Lebenswissenschaften erweitert sein Serviceangebot: Nutzer mit Wohnsitz in Deutschland können nun die biomedizinische Datenbank Embase kostenlos für einen Zeitraum von bis zu sieben Tagen für ihre wissenschaftliche Forschung verwenden. Das Angebot wird über den ZB-MED-Fernzugriff bereitgestellt.

Embase ist eine Fachdatenbank mit Schwerpunkt auf Pharmazie, Medizin und evidenzbasierte Forschung. Sie bietet einen umfassenden Nachweis von Fachliteratur einschließlich klinischen Studien und Konferenzberichten. (clu)

AUSZEICHNUNG FÜR PARTIKELFORSCHUNG

Die Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI-GVC) schreibt zum fünften Mal den Friedrich-Löffler-Nachwuchspreis aus. Die mit 3.000 Euro dotierte Ehrung soll junge Experten aus Industrie oder Forschung auszeichnen, die besondere Verdienste auf den Feldern Partikelforschung, Partikeltechnologie und Produktdesign geleistet haben. Der Friedrich-Löffler-Preis ist zur Förderung von ingenieurwissenschaftlichen Nachwuchskräften bestimmt und wird alle drei Jahre an einen promovierten Wissenschaftler verliehen.

Die Preisvergabe wird im Rahmen der Eröffnung des internationalen Kongresses Partikeltechnik Partec am 23. September 2025 in

Nürnberg erfolgen. Mit dem Preis wird dem Vermächtnis von Prof. Dr. Friedrich Löffler gedacht und seine Leistungen für die Partikelforschung gewürdigt. Löffler lehrte ab 1973 in Karlsruhe und wurde 1989 als C4-Professor an das Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik der Universität Karlsruhe berufen. Für seine richtungsweisenden Forschungen zur Partikeltechnologie wurde er u. a. 1974 mit dem Arnold-Eucken-Preis der VDI-GVC und 1981 mit der VDI-Ehrenmedaille in Gold der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN ausgezeichnet.

Bewerbungen sind noch bis zum 30. April 2025 an Vivien Manning möglich (E-Mail: manning@vdi.de). (clu)

Bild: NürnbergMesse / Thomas Geiger

Friedrich-Löffler-Preis 2025 für Nachwuchsforscher ausgeschrieben

Preisträger 2023: Prof. Dr.-Ing. Johannes Walter mit Laudator Prof. Dr.-Ing. Arno Kwade und GVC-Geschäftsführerin Dr. Ljuba Woppowa (v.l.)

LABORPRAXIS 3 | 2025

43

Weiterbildung & Termine n LP 3

LABORFACHMESSE

LAB-SUPPLY Münster 9. April 2025 Vogel Communications Group Tel. +49 931 418-2555, (Neele Wirth) events@vogel.de

WEITERBILDUNG

Qualitätskontrolle und -sicherung durch mikroskopische Prüfung von Papier, Fasern & Füllstoffen

PRÄSENZKURS

Non-target-Analyse mittels multidimensionaler Chromatographie oder IonenmobilitätsMassenspektrometrie

20. bis 21. Mai 2025 PTS – Institut für Fasern & Papier Tel. +49 3529 551 - 704 (Celine Farr) ptsacademy@ptspaper.de

12. bis 14. Mai 2025 GDCh Tel. +49 69 7917-291 (Anke Moosbauer) a.moosbauer@gdch.de

Heidenau

Münster Essen

Offenbach am Main

SCHULUNG

24. April 2025 Umweltinstitut Offenbach Tel. +49 69 81 06 79 mail@umweltinstitut.de

ONLINE-SEMINAR

Mikrobiologie für Einsteiger

29. bis 30. April 2025 Concept Heidelberg Tel. +49 6221 84 44-0 info@concept-heidelberg.de ONLINE-SEMINAR

Arbeitsschutz bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen

16. Mai 2025 Dr. Klinkner & Partner GmbH Tel. +49 681 98210-0 info@klinkner.de

online

44 LABORPRAXIS 3 | 2025

Bild: © Jochen Kost – stock.adobe.com

Die aktuelle Trinkwasserverordnung (TrinkwV)

LP 3 n Weiterbildung & Termine

LP EMPFEHLUNG: Webinar-Aufzeichnung

Wir vernetzen Profis der LaborpraxisBranche!

Der Wert von TOC

Lohnt sich der Wechsel von CSB-Kits zu TOC/ TNb-Geräten für die Bestimmung organischer Verunreinigungen im Abwasser? Erfahren Sie, wie die vollautomatische Hochtemperaturverbrennung Analysezeit, Personaleinsatz und Gesamtbetriebskosten reduziert. Im Web-Seminar werden Investitions- und Gesamtbetriebskosten betrachtet und in einer Break-Even-Rechnung Amortisierungszeiten, mögliche Einsparungen von Personalaufwänden und jährliche Kosteneinsparungen aufgezeigt.

T je e r de m rz in: ei t

Ort: laborpraxis.de/webinare Veranstalter: Analytik Jena GmbH+Co. KG Tel.: +49 3641 77 70

ONLINE-SEMINAR

Laborkonzepte der Zukunft

13630 13 1363 63 0

Was sind zukunftsfähige Laborkonzepte? Es geht nicht einfach darum, die alte Laborumgebung „neu und schön“ zu gestalten. Vielmehr sollten die Labore flächenoptimiert, effizient und resilient auf die aktuellen transformierenden äußeren Einflüsse abgestimmt werden. Zukunftsfähige Labore zu planen, heißt nicht nur den Fokus auf die Wirtschaftlichkeit zu legen, sondern auch Kernfaktoren wie Nachhaltigkeit, Digitalisierung und Prozessoptimierung einzubinden.

Gemeinsam mit Fachleuten aus dem Laborbau werden in diesem Seminar Laborkonzepte neu gedacht. Das Seminar richtet sich an Personen, die in Laborbauprojekte involviert sind oder sein werden sowie an alle, die nachhaltige Laborkonzepte suchen.

Termin: 2. April 2025 Veranstalter: Dr. Klinkner & Partner GmbH Tel.: +49 681 98210-0

GUTE HERSTELLUNGSPRAXIS

GMP-Intensivtraining

Dieses Online-Intensivtraining vermittelt Hintergründe von GMP, also guter Herstellungspraxis. Themen des Kurses sind regulatorische Grundlagen der GMP auf deutscher, europäischer und US-amerikanischer Ebene, GMP-Dokumentation und SOP-Wesen sowie Umgang mit Abweichungen und Änderungen. Auch Prozessund Projektmanagement, Qualifizierung und Validierung und schließlich Vor- und Nachbereitung von GMPAudits sind Teil des Programms.

In Workshops und Praxisbeispielen werden alle elementaren GMP-Werkzeuge erörtert und verständlich erklärt. So lernen die Teilnehmer, die „Sprache GMP“ besser zu verstehen und in ihrem Arbeitsalltag umzusetzen.

Termin: 23. bis 24. April 2025 Veranstalter: GDCh Tel.: +49 69 7917-364 LABORPRAXIS 3 | 2025

45

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Normen & Gesetze n LP 3

BEHÖRDEN WOLLEN DRUCK ERHÖHEN

(dpa) Kontrolleure in NRW hatten vor gut einem Jahr erstmals ein Abbauprodukt des Weichmachers Di-n-hexyl-Phthalat (DnHexP) im Urin kleiner Kinder festgestellt. DnHexP kann Tierversuchen zufolge die Fruchtbarkeit schädigen. Außerdem weisen Untersuchungen darauf hin, dass der Stoff das Risiko für Diabetes, Bluthochdruck und Fettleibigkeit erhöht. Der Weichmacher könne bei der Produktion von UV-Filtern für Sonnencremes als Verunreinigung entstehen, schreiben die Ministerien. Da es technisch möglich sei, Sonnencreme so herzustellen, dass es nahezu keine Verunreinigung mit dem Weichmacher gibt, werde von den Behörden derzeit der Druck auf die Kosmetikindustrie erhöht. In NRW soll die zuständige Lebensmittelüberwachung kontrollieren, ob die Unternehmen den Gehalt von DnHexP in ihren Produkten tatsächlich senken. Ernsthafte Gefahr gebe es jedoch nicht. So müsse laut Verbraucherschutzmagazin „Öko-Test“ ein kleines Kind täglich mit mehr als einem Kilo Sonnencreme eingeschmiert werden, um in die Nähe bedenklicher Aufnahmemengen über die Haut zu kommen. (clu)

Bild: © Inga Nielsen - stock.adobe.com

Gesundheitsschädliche Weichmacher in Sonnencremes

Aus Sorge vor Weichmachern auf Sonnencreme verzichten, sollte niemand. Die Gefahr, sich ungeschützt der Sonne auszusetzen, sei deutlich größer, betonen Experten.

LP Grafik

ZUKUNFTSSZENARIO FÜR CHEMISCHE INDUSTRIE 2050: FREI VON FOSSILEN ROHSTOFFEN?

Kohlenstoffbedarf in Millionen Tonnen gebundener Kohlenstoff 1.150 Mt C 20 % Bio-basiert

1.000 800 600 400 200

GR CA

Bio-basiert

8%

CO₂-basiert

0,03 %

Recycling

4%

Fossil-basiert

88 %

(Ausgangsmaterial: fossil)

0

%

25 % CO₂-basiert

550 Mt C 50 % Recycling

(Ausgangsmaterial: bio-basiert, CO₂-basiert, Rezyklat)

5%

2020

2030

INTERNATIONALES PROJEKT

Chemikalien und Arzneimittel bewerten, ohne Tierversuche Das europäische Projekt Namwise (New Approach Methodologies Within Integrated Safety & Efficacy evaluation of chemicals and pharmaceuticals) entwickelt neue Methoden, um die Sicherheit und Wirksamkeit von Chemikalien und Arzneimitteln ohne Tierversuche zu bewerten. Am 4. und 5. Februar 2025 trafen sich die Partner zum Kick-off-Meeting im französischen Chantilly. Koordinator der Zusammenarbeit der insgesamt 18 Partner ist das französische Institut National de l'Environment Industriel et des Risques (Ineris).

Das Team wird die bestehenden New Approach Methodologies erfassen und ihre rechtliche Umsetzung prüfen, Fallstudien zum effektiven Einsatz erarbeiten sowie die Anforderungen an die Validierung und Standardisierung untersuchen. Die Projektpartner konzentrieren sich auf In-vitro-Ansätze (einschließlich Organoide und Organ-on-Chips), In-silico-Methoden, Adverse Outcome Pathways und Integrated Approaches to Testing and Assessment. (clu)

46 LABORPRAXIS 3 | 2025

2,5

2040

Recycling

(Ausgangsmaterial: fossil)

2050

LP Spotlight

// Laut einer Untersuchung der europäischen Chemikalien-

agentur (Echa) weisen 35 Prozent der Sicherheitsdatenblätter entscheidende Mängel auf, etwa falsche oder unzureichende Informationen zur Schutzausrüstung. Fachleute der Prüfgesellschaft Dekra empfehlen, Sicherheitsdatenblätter nur durch fachkundiges Personal erstellen zu lassen.

// Bundesminister für Ernährung und Landwirtschaft, Cem

Özdemir, hat am 3. März 2025 das Bundesinstitut für Risikobewertung besucht. Dabei ging es um aktuelle Themen wie die Maul- und Klauenseuche, aber auch um neueste Entwicklungen zur Risikobewertung von Lebensmitteln, zur Tiergesundheit sowie zur Chemikaliensicherheit.

// Ein Team des Bundesministeriums für Gesundheit hat

zum Förderschwerpunkt Long Covid am 10. Februar 2025 ein Koordinierungsnetzwerk gestartet. Ziel ist es, Forschungsergebnisse zur Behandlung von Long Covid zu entwickeln und auszutauschen.

Nova-Institut GmbH

Kohlenstoffbedarf in Millionen Tonnen gebundener Kohlenstoff

1.200

LP 3 n Normen & Gesetze

ERSTMALS ALLE GRENZWERTE ZUR LUFTQUALITÄT EINGEHALTEN

Rückblick 2024: Immerhin die Luft war zum durchatmen Coronafolgen, Klimawandel und natürlich der ewige Fachkräftemangel. Trotz anhaltender Krisen hat das vorige Jahr auch etwas Gutes gebracht: nämlich Luft. Die lag erstmals ganzjährig unter den Schadstoffgrenzwerten, wie das Umweltbundesamt berichtet. Und nun?

D

ie Maßnahmen zur Luftreinhaltung zahlen sich aus. So ist laut Umweltbundesamt (UBA) 2024 das erste Jahr, in dem in Deutschland alle Grenzwerte der europäischen Luftqualitätsrichtlinie eingehalten wurden. Für Feinstaub sei es bereits das siebte Jahr in Folge. Für Stickstoffdioxid (NO2) wurde 2024 der Jahresmittelgrenzwert von 40 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft (µg/m3) nach aktueller Datenlage erstmalig an allen Stationen eingehalten. Das zeigt eine vorläufige Auswertung der Messdaten der Bundesländer und des UBA von rund 600 Messstationen (Stand: 3. Februar 2025).

Dass die Grenzwerte 2024 alle eingehalten wurden, bedeutet jedoch nicht, dass es keiner weiteren Anstrengungen zur Verbesserung der Luftqualität bedarf, wie die Experten des UBA betonen. Die geltenden Grenzwerte sind mehr als 20 Jahre alt und entsprechen nicht mehr den aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen über die gesundheitlichen Auswirkungen von Luftverschmutzung. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt zum Schutz der Gesundheit längst deutlich niedrigere Richtwerte.

KONTAKT

Umweltbundesamt 06844 Dessau-Roßlau E-Mail: presse@uba.de

fe so weit zu reduzieren, dass die Verschmutzung als nicht mehr schädlich für Mensch und Umwelt gilt.

Vergleicht man die endgültigen Luftmessdaten des Vorjahres 2023 mit den ab 2030 geltenden, strengeren Grenzwerten der neuen EU-Richtlinie, so sind noch Verbesserungen notwendig. Die Auswertung der NO2- und PM-2,5-Daten zeigt, dass bei NO2 rund 44 Prozent aller Messstationen den Wert von 20 µg/m3 im Jahresmittel und bei PM 2,5 ca. vier Prozent den Wert von 10 µg/m3 im Jahresmittel noch nicht erreichen. Gleichwohl ist bis zum Jahr 2030 mit einer weiteren Verbesserung der Luftqualität in Deutschland zu rechnen (u. a. durch fortlaufende Erneuerung der Fahrzeugflotte), sodass nach Schätzungen des UBA davon auszugehen ist, dass für nahezu alle Stoffe eine Einhaltung der ab dem Jahr 2030 geltenden Grenzwerte zu erwarten ist. Lediglich für PM 2,5 und NO2 könne es zu einzelnen Überschreitungen kommen. Eine flächendeckende Einhaltung aller Grenzwerte in Deutschland kann bis zum Jahr 2035, also noch vor dem Zeitrahmen der maximal möglichen Fristverlängerung (2040), erreicht werden. (clu)

Mitte Dezember 2024 ist daher die überarbeitete europäische Luftqualitätsrichtlinie in Kraft getretenen. Mit dieser werden ab dem Jahr 2030 strengere Grenz- und Zielwerte europaweit bindend. So werden unter anderem für das Jahresmittel der NO2-Grenzwert von aktuell 40 auf 20 µg/m3 und der Feinstaub-Grenzwert PM 2,5 von aktuell 25 auf 10 µg/m3 abgesenkt. „Auch wenn sich die neuen europäischen Grenzwerte nur schrittweise an die deutlich niedrigeren WHO-Empfehlungen annähern werden, führt jede Verbesserung der Luftqualität zu einer Reduktion des Gesundheitsrisikos für die Gesamtbevölkerung“, sagt Dirk Messner, Präsident des Umweltbundesamtes. Die von der EUKommission vorgelegten Szenarien zur Entwicklung der Krankheitslast zeigen, dass diese bei Einhaltung der strengeren Grenzwerte bis 2030 in Europa deutlich zurückgeht.

Langfristig sollen die Grenzwerte vollständig an die WHO-Richtwerte angepasst werden. Hierzu wurde in der neuen Luftqualitätsrichtlinie verankert, dass die Grenzwerte bereits Ende 2030 und danach alle fünf Jahre überprüft werden. Bis 2050 ist angestrebt, die Luftschadstof-

Bild: Umweltbundesamt

Neue Grenzwerte ab 2030

1 Ein bisher nie dagewesener Fortschritt in der Luftqalität: 2024 liegen die NO2-Messwerte erstmals für ganz Deutschland unter den Grenzwerten.

LABORPRAXIS 3 | 2025

47

LP-Community n LP 3

LP Mein Moment

Bild des Monats

Lebensmittelkontrolle

Bild: Politecnico di Milano

Unser Autor hat in seinem Beitrag mehrere Methoden der Kontrolle von gesundheitsgefährdenden Prozesskontaminanten vorgestellt und verglichen, die bei der industriellen Verarbeitung von Speiseölen und -fetten entstehen können. Der Artikel zeigt, wie wichtig die Qualitätskontrolle durch moderne Analytik ist, um die Sicherheit von industriell produzierten Lebensmitteln zu garantieren. Dabei ist es egal, ob es die fertigen Produkte oder die Rohstoffe sind. Übrigens: Wenn Sie solche Themen inteVERFASST VON ressant finden, schauen Sie doch auch mal Marc Platthaus bei unserem neuen Portal für die Lebensmittelindustrie www.foodtec-insider.de Chefredakteur vorbei. Seite 34 LABORPRAXIS

Redaktionsbesuch Vor ein paar Wochen hatten wir in der Redaktion eine Schülerpraktikantin zu Besuch. Gar nicht so einfach, da für zwei Tage Aufgaben zu finden, die sich zum reinschnuppern in den Berufsalltag eignen. Offenbar hat es aber gut geklappt, und wir haben im Nachhinein sogar noch eine Dankeschön-Schokolade ins Redaktionspostfach bekommen.

Das hat uns nochmal sehr gefreut.

Ob sich unsere Besucherin irgendwann in der journalistischen und/oder naturwissenschaftlichen Szene weiter umsehen VERFASST VON wird, wissen wir nicht. Für alle, die bereits Christian Lüttmann im Laborsektor unterwegs sind, lohnt sich jedenfalls der Blick auf die Beruf-undRedakteur Karriere-Seiten hier im Heft. Seite 42 LABORPRAXIS

Dieses Fluoreszenzbild zeigt Darmorganoide, die aus induzierten pluripotenten Stammzellen gewonnen wurden. Mit ihrer Hilfe wurde ein Organ-on-a-Chip-Modell für den Darm validiert. Forscher vom Europäischen Institut für Onkologie und dem Politecnico di Milano bilden damit Merkmale von Entzündungen im Darm nach, um die Reaktion auf Immuntherapien vorherzusagen. Mit dem Modell lasse sich menschliche Organoide realistisch differenzieren und auf einem Chip darstellen.

Mehr Bilder finden Sie auch in unserer Bildergalerie „Wissenschaftsbild des Tages“: laborpraxis.de/bilder

1852 wurde der deutsche Chemiker Robert Wilhelm Bunsen an die Universität Heidelberg berufen und leitete dort große Baumaßnahmen ein. Insgesamt gab die Uni unter seiner Führung zwischen 1850 und 1860 ganze 97 Prozent der staatlichen Neubaumittel nur für die Chemie aus. In dieser Zeit, 1855, entwickelte Bunsen auch die nach seinem Namen benannte BrennerApparatur, gemeinsam mit dem Techniker Peter Desaga. Die klare Flamme des Bunsenbrenners ermöglichte es, die charakteristischen Spektrallinien verschiedener Elemente zu beobachten. Dies führte später zur Entdeckung der Elemente Caesium und Rubidium und legte den Grundstein für die moderne Spektroskopie.

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das größte lebende Geschöpf der Welt kein Blauwal ist, sondern ein Pilz? Im Malheur National Forest in Oregon haben Forscher im Jahr 2000 das gewaltige Pilzgeflecht entdeckt: ein Riesenhallimasch (Armillaria ostoyae). Dieser „humongous fungus“ erstreckt sein wurzelartiges Myzel unterirdisch auf 900 Hektar bzw.

1.665 Fußballfelder. Dementsprechend gewaltig wird auch sein Gewicht geschätzt: rund 600 Tonnen – das Vierfache eines Blauwals. Seit 2.400 Jahren breitet er sich im Erdreich aus und bezieht dabei seine Nährstoffe aus den Nadelbäumen des Waldes, die so teils massiv geschädigt werden.

Ebenfalls gigantisch ist der Baumverbund Pando in den USA. Dort sind 47.000 genetisch identische Zitterpappeln unterirdisch durch Wurzeln verbunden. Das Pflanzenkollektiv ist ein so genanntes Genet, ein Verbund von Klonen. Dieser Organismus ist mit 14.000 Jahren nicht nur älter als der Riesenpilz, sondern mit einem geschätzten Gewicht von 6.000 Tonnen auch um ein Vielfaches schwerer.

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Wussten Sie, dass...

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„Wussten Sie, dass...“ alltagstaugliche Minuten lang, ist die Garzeit für das Kilometer erstreckt 32 wenig Über mehr als 500 sich perfekte Frühstücksei. Zumindest wenn man dazu eine eine Blasentang-

neue, periodisches Garen genannte Methode nutzt, die Forscher vom National Research Council in Pozzuoli bei Neapel entwickelt haben. Dazu wird das Ei 32 Minuten lang je zwei Minuten abwechselnd in etwa 100 °C heißes und rund 30 °C warmes Wasser gelegt.

Die Technik führe zu einer besseren Konsistenz des Eis sowie zu einem höheren Nährstoffgehalt als andere Verfahren.

Populationen, die Genetiker der Uni Göteborg an der Küste des Bottnischen Meerbusens – eines nördlichen Ausläufers der Ostsee – entdeckt und analysiert haben. Das Besondere: Jedes der Millionen von Individuen ist genetisch identisch und einst aus einem Ableger derselben Mutterpflanze hervorgegangen. Damit könnte es sich bei diesem Ostsee-Organismus um den größten Klon der Welt handeln.

Petaelektronenvolt, das entspricht dem 22-Billiardenfazusätzlicher biologischer Alterung Bis zu 14 Monate 220 chen der Energie eines Elektrons, ist die Extrem-Energie erlebten Teilnehmer einer Studie, die in Ge-

bieten leben, in denen die Hälfte des Jahres Hitzetage mit so genannter extremer Vorsicht oder mehr (über 32 °C) auftreten, im Vergleich zu denen, die in Gebieten mit weniger als zehn Hitzetagen pro Jahr leben. Dieser Zusammenhang zeigte sich bereits nach sieben Tagen bzw. ein bis zwei Monaten. Neben Stress und Krankheiten kann demnach auch Hitze uns vorzeitig altern lassen.

eines kosmischen Neutrinos hoch, das Physiker mithilfe des neuen, im Bau befindlichen KM3NeT-Observatoriums eingefangen haben, das in rund 3.450 Meter Tiefe am Grund des Mittelmeeres vor Sizilien liegt. Damit ist dieses Teilchen jenes mit der höchsten je gemessenen Energie. Woher dieses Neutrino stammt und was ihm diese enorme Energie verliehen hat, ist noch unbekannt.

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Neues aus dem Labor „SCHNELL & GÜNSTIG“

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Quelle: dpa; scinexx.de, Universität Göteborg, University of Southern California, INFN Nationalinstitut für Kernphysik

An dieser Stelle präsentiert Ihnen LABORPRAXIS wissenswerte und kuriose Zahlen aus Analytik, Chemie und Life Sciences.

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