Nanopartikel gegen Umweltgifte

Ein Team am Massachusetts Institute of Technology, in dem auch der Pharmazeutische Technologe Ferdinand Brandl von der Universität Regensburg mitgearbeitet hat, entwickelte ein Copolymer aus hydrophilem Polyethylenglykol (PEG) und hydrophober Polymilchsäure (PLA), wobei Hydroxyethyl-Photolinker als Verbindungsstück diente. Die Molekularmasse der PEG-b-PLA-Nanopartikel betrug 5 bis 35 kDa bei einem Durchmesser von 45 bis 160 nm; dabei bildet das hydrophile PEG eine Art Hülle (Corona) des Nanopartikels. Der Photolinker ist photolabil, sodass das PEG-b-PLA schon bei einer einminütigen Bestrahlung mit UV-Licht (320 – 395 nm) in kürzere Ketten zerfällt und größtenteils die Struktur als Nanopartikel einbüßt. Die kurzen PEG-b-PLA-Ketten lassen sich im Wasser durch Zugabe von Calciumchlorid ausfällen und dann durch Fil­tration abscheiden.

Die Forscher haben bei 22 Substanzen, die in Gewässern ein umwelttoxisches Potenzial aufweisen, nachgewiesen, dass sie vollständig von den Nanopartikeln gebunden werden. Unter den Testsubstanzen waren viele Arzneimittel wie Carbamazepin, Fluoxetin, Furosemid, Gemfibrozil, Propranolol und das Kontrazeptivum Ethinylestradiol, das Sexualhormon Estradiol, das ­Desinfektionsmittel Triclosan, die Weichmacher Bisphenol A und Diethylhexylphthalat sowie Insektizide, Pestizide und Herbizide.

Da Nanopartikel im Verhältnis zu ihrem Volumen eine große Oberfläche haben, können sie relativ große Mengen adsorbieren, doch müsste ihre ­Effektivität im Großmaßstab, z. B. in einer Kläranlage, noch unter Beweis gestellt werden. Bei einem mäßig mit Phthalaten belasteten Abwasser waren im Labortest immerhin 750 mg Nanopartikel pro Liter für eine vollständige Reinigung erforderlich. Bei einer Kläranlage würde man also in Größenordnungen von Tonnen vordringen.

Eine andere Frage ist, ob das abgeschiedene PEG-b-PLA mitsamt den diversen Chemikalien wiederaufbereitet werden bzw. als Rohstoffquelle dienen könnte. |