BETA-REU-RELLA®

 Süßwasseralgenkosmetik
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Analyse der Bindungsfähigkeit von Quecksilber an Chlorella pyrenoidosa

Art der Probe: künstlicher Magen-Darmsaft bzw. BETA-REU-RELLA® -Tabletten Methode: Atomabsorptionsspektrometrie / Plasma-Atomemissionsspektrometrie Probenerstellung bei BioTeSys GmbH

Ziel:
Die Verifizierung von Teilergebnissen der Dissertation Martin Kraft (Institut fur Hygiene-, Sozial- und Umweltmedizin, Ruhr-Universitat Bochum, 1998) durch eine Absorptions- und Desorptionsstudie von Quecksilber an BETA-REU-RELLA® im kunstlichen Magen-Darmmodell. In der genannten Dissertation wird fur 1,0g BETA-REU-RELLA® eine Sorption (Aufnahme eines Stoffes durch Absorption) von 47% des im Ansatz befindlichen Quecksilbers im 50-µg-Ansatz bestimmt. Fur die Desorption (Vorgang, wenn Fremdatome bzw. Molekule die Oberflache eines Festkorpers verlassen) bei der zweiten Darmpassage finden sich 37% des in der ersten Passage gebundenen Quecksilbers in der flussigen Phase, 63% bleiben an BETA-REU-RELLA® gebunden.

Methode:
Das zugesandte Testmaterial wurde im Mörser pulverisiert und daraus die Proben nach der Vorschrift aus der Dissertation Martin Kraft erstellt. Die partikulären und flüssigen Phasen der Proben wurden bei -20°C eingefroren und auf Trockeneis an unser Partnerlabor geschickt. Quecksilber in den Probenfraktionen wurde durch Atomabsorptionsspektrometrie mittels Kaltdampftechnik (feste Proben) bzw. induktiv gekoppelter Plasma-Atomemissions-spektrometrie (flüssige Proben) nach Hydrolyse (Spaltung eines Moleküls durch eine Reaktion mit Wasser) des Probenmaterials bestimmt.

Quecksilberabsorption durch BETA-REU-RELLA® nach künstlicher Magen-Darmpassage

50µg Hg-Ansatz:
Bez Nr Masse
[g]		 Gehalt Hg
[µg/g]		 Masse Hg
[µg]		 Summe Hg
[µg]		 Sorbiertes Hg
[%]		 MW
[%]		 SD
[%]		 RSD
[%]
A3 3 0,398 99,7 39,68 48,1 82,5 80,3 3,21 4,00
B3 13 120,0 0,07 6,40
A4 4 0,364 106,0 38,58 49,5 78,0
B4 14 121,0 0,09 10,89


500µg Hg-Ansatz:
Bez Nr Masse
[g]		 Gehalt Hg
[µg/g]		 Masse Hg
[µg]		 Summe Hg
[µg]		 Sorbiertes Hg
[%]		 MW
[%]		 SD
[%]		 RSD
[%]
A9 9 0,374 941,0 351,84 543,4 64,8 64,0 1,12 1,75
B9 19 119,7 1,60 191,52
A10 10 0,379 817,0 309,72 490,3 63,2
B10 20 120,4 1,50 180,60


Fur den 50-µg-Ansatz wird eine Sorptionsrate von rund 80% des Quecksilbers erreicht, im 500-µg-Ansatz nur noch 64%.

Desorbierbarkeit von BETA-REU-RELLA® -gebundenem Quecksilber

Beladung:
Bez Nr Masse
[g]		 Gehalt Hg
[µg/g]		 Masse Hg
[µg]		 Summe Hg
[µg]		 Sorbiertes Hg
[%]		 MW
[%]		 SD
[%]		 RSD
[%]
A7 7 0,364 114,0 41,54 54,5 76,3 78,77 3,54 4,49
B7 17 117,5 0,11 12,93
A8 8 0,350 119,0 41,64 490,3 63,2
B8 18 119,9 0,08 9,59


Desorption:
Bez Nr Masse
[g]		 Gehalt Hg
[µg/g]		 Masse Hg
[µg]		 Summe Hg
[µg]		 Sorbiertes Hg
[%]		 MW
[%]		 SD
[%]		 RSD
[%]
A11 11 0,238 127,0 30,26 33,7 10,2 10,75 0,78 7,24
B11 21 118,5 0,03 3,44
A12 12 0,221 129,0 28,53 490,3 63,2
B12 22 121,3 0,03 3,64


In der Beladungsphase wird in Ubereinstimmung mit den anderen Ergebnissen der Absorptionsversuche unter den Laborbedingungen eine Sorptionsrate von ca. 80% (78,8%) des Quecksilbers erreicht (50-µg-Ansatz).

Während der erneuten künstlichen Darmpassage geht ein Teil des gebundenen Quecksilbers in die flüssige Phase über, es wird ca. 11% an den künstlichen Magen –Darmsaft abgegeben, 89% verbleiben an BETA-REU-RELLA® gebunden.

Fazit:
  1. Die Ergebnisse der Dissertation bezüglich der Sorption lassen sich qualitativ bestätigen. Unter den hier gewählten Bedingungen, die nicht vollständig mit denen der in der Dissertation beschriebenen übereinstimmen können, werden die Sorptionswerte von Quecksilber an BETA-REU-RELLA® in beiden Ansatzgrößen übertroffen. In unseren Experimenten wurden beispielsweise, abweichend von der genannten Dissertation, die Algenproben vor der Messung lyophilisiert (Trocknen im Vakuum bei tiefen Temperaturen) statt im Exsikkator (mit Wasser entziehenden Chemikalien beschicktes gläsernes Gefäß mit dicht schließendem Deckel) getrocknet.
    Analog ist weiterhin zu beobachten, dass mit steigender Hg-Menge im Ansatz die relative Biosorption (Fähigkeit von Mikroorganismen wie Bakterien, Algen, Hefen und Pilzen, Schwermetalle aus wässerigen Lösungen aufzunehmen) abnimmt.
  2. Für die Desorption als Maß für die Stärke der Biosorption von Hg an BETA-REU-RELLA® kann in Übereinstimmung mit der Dissertation ebenfalls von einer stabilen Bindung gesprochen werden. Auch hier wird das Ergebnis der Dissertation übertroffen, ca. 89% des Quecksilbers verbleiben am Algenmaterial gebunden. Speziell in diesen Experimenten könnte sich ein Einfluss des Trocknungsverfahrens auf die Höhe der Desorbierbarkeit bemerkbar machen.