Standardisierung von Biotests

Auswahl von Verfahren, an denen das Oekotoxzentrum beteiligt ist/war:

Noch aktiv

Kombinierter Algentest

Messung der Photosynthesehemmung in einzelligen Algen. Die Hemmung der Photosynthese basiert auf der Inhibition des Photosystems II (PSII) und zeigt eine für Herbizide spezifische Toxizität an.

Ein Proposal ISO/NP 25127 wurde von Oekotoxzentrum eingereicht und mehrfach vorgestellt. Die Abstimmung über das Proposal findet 2026 statt. Wird es angenommen, könnte der Standard ca. 2030 abgeschlossen sein.

Biotests für den Nachweis von Dioxin-ähnlichen Stoffen

ISO 24295 Water quality -- Determination of the dioxin-like potential of water and wastewater -- Method using in vitro mammalian cell-based reporter gene assay

Das Oekotoxzentrum ist Mitglied der Arbeitsgruppe und hat am Ringtest teilgenommen.

Biotests für den Nachweis östrogener Substanzen – Kombination mit Hochleistungs-Dünnschichtchromatographie (pYES)

Das Oekotoxzentrum arbeitet unter DIN mit an einer technischen Spezifikation für den pYES, der einen Biotest auf Basis gentechnisch veränderten Hefen mit Hochleistungs-Dünnschichtchromatographie kombiniert. Der Test ist empfindlicher als der herkömmlich YES und kann dazu beitragen, Stoffe mit östrogener Wirkung in einer Probe zu identifizieren.. Der resultierende Standard DIN/TS 38415-10 wird bald erscheinen.

Sedimenttest mit einheimischen Amphipoden Gammarus sp.

Chemikalien, die sich im Sediment anreichern können, müssen im Rahmen der Zulassung auf ihre Toxizität für Sedimentorganismen geprüft werden. Derzeit gibt es nur wenige OECD-Richtlinien für die Prüfung von sedimentgebundenen Chemikalien: Meist wird dafür ein Test mit Zuckmückenlarven eingesetzt (Test No. 218: Sediment-Water Chironomid Toxicity Using Spiked Sediment). Für eine detaillierte Risikobewertung sind zusätzliche Testmethoden mit empfindlicheren Arten wie Amphipoden erforderlich.

Eine OECD-Prüfrichtlinie für Amphipoden wird derzeit mit einem Ringversuch validiert („Sediment-Water Amphipod Toxicity Test Using Spiked Sediment“, Projekt 2.68). Die Richtlinie konzentriert sich auf den nordamerikanischen Flohkrebs Hyalella azteca, lässt aber die Verwendung anderer Arten zu. Das Oekotoxzentrum arbeitet deshalb mit an der OECD-Standardisierung des Sedimenttoxizitätstests mit dem einheimischen Bachflohkrebs Gammarus sp.

(Ersatz von Torf in künstlichen Böden und Sedimenten)

Das Oekotoxzentrum ist am OECD-Projekt RePEAT beteiligt, das Alternativen zu Torf als Quelle organischer Substanz in künstlichen Böden und Sedimenten sucht. Moore sind sehr wichtig für die Biodiversität und enthalten bis zu 25 % des weltweiten Kohlenstoffs, so dass bei ihrer Trockenlegung erhebliche Mengen an Kohlendioxid freigesetzt werden. Aus diesen Gründen werden die Gewinnung und Nutzung von Torf in den OECD-Ländern zunehmend eingeschränkt.

In der Schweiz sind Moore seit 1987 geschützt und es darf kein Torf mehr abgebaut werden. Dennoch importiert die Schweiz schätzungsweise über 500.000 m³ Torf pro Jahr. Um auch die Umweltbelastungen im Ausland zu reduzieren, hat der Bundesrat 2012 den Torfausstiegsplan verabschiedet. Weil Torf derzeit in künstlichen Böden und Sedimenten als Quelle für organisches Material eingesetzt wird, muss eine Alternative dazu gesucht werden, um Chemikalien weiterhin nach den OECD-Richtlinien testen zu können.)

abgeschlossen

Berechnung von biologischen Äquivalenzkonzentrationen

ISO 23196:2022 Water quality — Calculation of biological equivalence (BEQ) concentrations

Dieser Standard legt die Ableitung von biologischen Äquivalenzkonzentrationen (BEQ) für Ergebnisse von In-vitro-Biotests fest, die auf der Messung von Auswirkungen auf einen biologischen Prozess wie Enzyminduktion oder Zellwachstum basieren. Zur Ableitung von BEQ-Konzentrationen wird die durch eine Probe verursachte Wirkung als Konzentration einer Referenzverbindung ausgedrückt, die dieselbe Wirkung hervorruft. Das Oekotoxzentrum hat das Verfahren zusammen mit der BfG geleitet.

Anforderungen an Ringtests

ISO/TS 5594:2022 Soil and water quality — Guidance and requirements for designing an interlaboratory trial for validation of biotests

Das Oekotoxzentrum war Mitglied der Arbeitsgruppe für diese technische Spezifikation.

Biotests für den Nachweis von östrogenen Stoffen

ISO 19040: Water quality — Determination of the estrogenic potential of water and waste water

2018 wurden erstmals standardisierte In-vitro-Biotests zur Bestimmung des östrogenen Potentials in Wasser und Abwasser eingeführt. Diese Biotests messen die Aktivierung des menschlichen Östrogenrezeptors und geben die Konzentration in der Probe als 17β-Östradiol-Äquivalente (EEQ) an. Die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG), das Oekotoxzentrum und die Universität Frankfurt haben die Standards zusammen erarbeitet und an allen drei Ringversuchen teilgenommen.

Die Norm unterteilt sich in drei spezifische Testverfahren mit drei unterschiedlichen Testorganismen und Zellsystemen:

• ISO 19040-1:2018: Verwendet genmanipulierte Hefezellen (Saccharomyces cerevisiae, klassischer L-YES-Test).

• ISO 19040-2:2018: Nutzt den robusten, salz- und temperaturtoleranten Hefestamm Arxula adeninivorans (A-YES), ideal für Proben mit hoher Salinität.

• ISO 19040-3:2018 Basiert auf stabil transfizierten humanen Zelllinien (In-vitro-Reportergen-Assay) für eine sehr hohe Empfindlichkeit

Bestimmung der toxischen Wirkung von Schadstoffen auf die Keimung und das frühe Wachstum von höheren Pflanzen

ISO 18763:2016 Soil quality — Determination of the toxic effects of pollutants on germination and early growth of higher plants

Das Oekotoxzentrum hat sich an Ringversuchen mit diesem Test beteiligt, der die Toxizität von Böden oder Sedimenten auf höhere Pflanzen bestimmt. Die Keimung und das Wurzel- und Keimwachstum von Zuckerhirse (Sorghum saccharatum), Gartenkresse (Lepidium sativum) und Weissem Senf (Sinapis alba) werden in speziellen Standardtestgefässen untersucht, in denen die Keimlinge direkt mittels Bildanalyse gemessen werden können.

Sedimenttestkontakttest mit Myriophyllum aquaticum

ISO 16191:2013: Water quality — Determination of the toxic effect of sediment on the growth behaviour of Myriophyllum aquaticum

Das Oekotoxzentrum beteiligte sich an Ringtests zur ISO-Standardisierung des Sedimenttests mit Myriophyllum aquaticum (Papageienfeder), einer sensitiven Unterwasserpflanze. Dieser Pflanzentest mit direktem Sedimentkontakt sollte standardisiert werden, da noch keine standardisierten Biotests mit Makrophyten existieren, die im Sediment wurzeln. Makrophyten spielen eine wichtige Rolle in Süsswasser-Ökosystemen. Federführend bei der Standardisierung war die BfG.