UFZ-Newsletter Oktober 2015

Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ UFZ-Newsletter | Oktober 2015 11 UFZ-Nachwuchswissenschaftlerin: Steffi Böhme Dept. Bioanalytische Ökotoxikologie e-mail: steffi.boehme@ufz.de Zeit lang in einer Lösung mit den entspre- chenden Partikeln behandelt wurden. „Dann hatte man zwar die Konzentration pro Tier, wusste jedoch nicht, wo sich die Teilchen in und an ihnen genau anlagern“, so die Wis- senschaftlerin. Sie entwickelte daher eine Methode weiter, die bisher vor allem zur chemischen Analyse von Gesteinsproben oder menschlichem Gewebe genutzt wurde: die sogenannte Laser Ablations ICPMS. Dabei werden die Wassertierchen zunächst mit den Nanopartikeln in einer Lösung konfrontiert. Anschließend werden dünne Gewebeschnitte von ihnen gemacht, von denen mithilfe eines Lasers an bestimm- ten Punkten das Gewebe abgetragen wird. Dadurch verdampft das organische Material und die entstehenden Schwebepartikel mit den darin enthaltenen Nanoteilchen werden durch einen Gasstrom zum Massenspektro- meter transportiert und dort analysiert und sichtbar gemacht. Die einzelnen Gewebe- schnitte ergeben dann zusammengesetzt ein Bild des gesamten mit Nanopartikeln beladenen Organismus. Schon länger ist bekannt, dass die Partikel die Schwimmfähigkeit der Wasserflöhe stö- ren. Warum, ist jedoch noch nicht vollstän- dig geklärt. „Durch diese Methode wissen wir nun, dass die Partikel bei den Wasser- flöhen vor allem im Darm ankommen, bei den Zebrafischchen bleiben sie außen an der Eihülle hängen, sodass der Embryo bis zu einer bestimmten Konzentration vor den Partikeln geschützt bleibt.“ Indem man nun mehr über den Verbleib der Stoffe wisse, könne man auch besser verstehen, wie sie in diesen beiden Lebewesen aufgenommen, verteilt, umgewandelt und möglicherweise Für die meisten Menschen ist Sonnencreme ein Segen: Dank ihr können wir uns der Sonne aussetzen, ohne Sonnenbrände oder Hautkrebs fürchten zu müssen. Ein hauch- dünner Film aus nanokleinen Metallpartikeln reflektiert Sonnenstrahlen, bevor sie unsere Zellen schädigen können. Ob Medikamente, Textilien, Kosmetika oder Lebensmittel – rund um den Globus werden immer mehr Alltagsprodukte mit Nanopartikeln verkauft. Über ihre Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit weiß man noch wenig. Deshalb arbeiten Forscher weltweit an ihrer Risiko- abschätzung und ökotoxikologischen Bewer- tung. Ihre biologisch relevanten Eigenschaf- ten und die damit verbundenen Gefahren für Mensch und Umwelt sind auch Thema einer Forschergruppe am UFZ. Mit im Team ist auch Steffi Böhme, studierte Lebensmittelchemikerin und seit jeher fas- ziniert von den Nanoteilchen: „Sie sind so klein, dass man sie nicht sieht, und haben doch eine so große Wirkung.“ Die Nach- wuchswissenschaftlerin arbeitete während ihrer Promotion an einer Methode, durch die sich die Metallpartikel in Wasseror- ganismen besser nachweisen lassen. Sie wählte für ihre Versuche Wasserflöhe und Zebrafischembryonen. Diese Organismen sind einerseits einfach zu züchten, anderer- seits reagieren sie besonders sensibel auf veränderte Umweltbedingungen und dienen deshalb bei ökologischen Tests häufig als Stellvertreter für andere Wassertiere. Bisherige Nachweisverfahren beruhten darauf, dass die Gesamtkonzentration der Nanopartikel in einer bestimmten Anzahl an Tieren gemessen wurde, nachdem sie eine ausgeschieden werden. Somit kann besser abgeschätzt werden, ob und in welchen Konzentrationen sie giftig sind. „Möglicher- weise verstopfen die Teilchen den Darm der Flöhe und verhindern so die Aufnahme von Nährstoffen, so dass die Tiere geschwächt sind“, meint die junge Forscherin. Zudem sei nicht auszuschließen, dass die Flöhe auch sensibler auf andere Stressfaktoren wie Pestizide oder Metalle reagieren. Ein wesentliches Manko hat diese Technik bisher jedoch noch: Sie kann zwar sagen, wo die Metallteilchen vorkommen, jedoch nicht in welcher Form – ob als ganze Partikel oder davon abgelöste Ionen. Denn wahrscheinlich sind nur die Ionen gefährlich. Nach ihrer Promotion am UFZ kann die 26-jährige ihre wissenschaftliche Lauf- bahn direkt an der Universität Wageningen fortsetzen. Wenn sie dort nicht gerade den neuesten Nachweismethoden auf der Spur ist, schwingt sie sich auf ihr Fahrrad und lässt sich durch das lebhafte niederländische Städtchen treiben. „Es ist wirklich toll, dass hier Radfahren zum Lebensgefühl einfach dazu gehört. Sogar richtige zweispurige Fahrradautobahnen gibt es.“ Um in das Leben dort noch mehr einzutauchen, möchte sie nun auch Niederländisch lernen. „Ein wichtiges Wort kenne ich jedenfalls schon“, meint sie lächelnd. „Nanodeeltjes.“ Verena Müller Effizient und exzellent – so beschreiben ihre wissen- schaftlichen Betreuer am UFZ den Stil und die Ergebnisse der Promotionsarbeit von Steffi Böhme. Nicht ohne Grund gewann die junge Lebensmittelchemikerin 2014 den SE- TAC Europe Young Scientist Award (YSA) für den besten Vortrag – und hat direkt mit Abschluss der Promotion einen Arbeitsvertrag mit RIKILT, einem Forschungsinstitut der Universität Wageningen (NL), in der Tasche. (Foto: André Künzelmann, UFZ) Kleine Teilchen mit groSSer Wirkung U F Z - N a c h wu c h s W i ss e ns c h aftl e r i n Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ UFZ-Newsletter | Oktober 201511

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