Das Projekt "Nanopartikuläres Referenzmaterial für Biologie und Medizin" wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Abteilung 5 Werkstofftechnik, Fachgruppe 5.1 Materialographie, Fraktographie und Alterung technischer Werkstoffe.Ausgangspunkt des Projektes ist die Herstellung kolloidaler Lösungen auf SiO2-Basis. Die partikulären Bestandteile sollen mittels reproduzierbarer Syntheseverfahren nach der Stöber-Methode mit einer annähernd engen und gleichbleibenden Größenverteilung bereitgestellt werden. Basis dieser Methode ist die kontrollierte Hydrolyse von Tetraethylorthosilikat. Für die Synthese reproduzierbarer Partikelgrößen und Verteilungen müssen geeignete Syn these parameter angepasst und fixiert werden. Neben den Syntheseverfahren in Flüssigkeiten soll die Eignung weiterer physikalischer Ver fahren zur Optimierung monodisperser Partikelverteilungen untersucht werden. Ins besondere soll eine Schnittstelle von den aerodynamischen Trennverfahren zur direkten Deposition der Nanopartikel in wässrigen Lösungen entwickelt werden. Die Monodispersität und Reproduzierbarkeit der Referenzpartikel soll sowohl mit Hilfe von bildgebenden Verfahren (TEM etc.), als auch mittels Lichtstreuung kontrolliert und überwacht werden. Eine hochgradig genaue und zeitnahe Größenkontrolle ist weiterhin mit Hilfe eines Nanopartikel-Mobilitätsanalysatorsystems (SMPS, TSI 3081) möglich. Die definiert hergestellten und in ihren physikalischen Eigenschaften charakterisierten Nanopartikel sollen in ihrer Wirkung auf zelluläre Systeme untersucht werden. Hierzu werden Partikel aus kolloidalen Lösungen direkt als Flüssigkeit auf eine eukaryotische Zellkultur übertragen. Die hierfür ausgewählten Zelllinien sind unter Standard-Bedingungen kulti vier bar. Als Modelle werden eine Fibroblasten- und eine Makrophagen-Zelllinie her angezogen. Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen Tests zur Viabilität und Proliferation der Zellen. Für den Nachweis für die Wechselwirkung von Nanopartikeln mit Zellen finden unter schiedliche Methoden Anwendung: Mikroskopie, Raman-Mikrospektrometrie für empfindliche pH-Messungen und Veränderungen des molekularen Milieus in unmittelbarer Nähe der Partikel sowie Fluoreszenzmikroskopie zum Nachweis von Partikeln in Zellen. Abschließend sollen definierte Dispersionen mit Potential zum Referenzmaterial vorliegen, die in Tests mit repräsentativen Zellkulturen eindeutige Aussagen über eventuell von den Partikeleigenschaften abhängende Zellreaktionen ermöglichen. Die umfassende Charakteri sierung der Partikelsuspension in Zellkulturflüssigkeit wird sicherstellen, dass unter den gegebenen Testbedingungen keine Agglomerate sondern nur einzelne Nanopartikel mit den Zellen in Wechselwirkung treten. Zusammenfassung der bisher erzielten Ergebnisse: Synthese monodisperser SNPs unterschiedlicher Größe: 9, 15, 27, 52, 84, 220 nm Charakterisierung mittels TEM und DLS Agglomerationskontrolle der kolloidalen Lösungen mittels dynamische Lichtstreuung (DLS) Nachweis eines nanotoxischen Effekts mittels Zellkulturexperimenten mit 3T3 Fibroblasten Die Funktionalisierung der Partikeloberflächen zwecks Anbindung fluoreszierender Moleküle funktioniert im Prinzip, muss aber noch optimiert werden. usw.