Project

Ontwikkeling screeningsmethode voor detectie en karakterisering nanodeeltjes

De veiligheid van nanomaterialen moet worden onderzocht. Daarom is de verdere ontwikkeling en optimalisatie van sp-ICPMS als een hoopvolle screeningsmethode voor de detectie en karakterisering van nanodeeltjes in voeding, consumentenproducten en biologische matrices van belang.

)

)

Doelstelling

Nanotechnologie biedt veel perspectief. De Nederlandse overheid stimuleert de ontwikkeling ervan in sterke mate. Echter, het toepassen van nanotechnologie in voedings- en consumentenproducten gaat gepaard met discussies over de veiligheid van nanomaterialen. De afgelopen jaren heeft RIKILT in opdracht van het ministerie van EL&I methoden ontwikkeld om nanodeeltjes te kunnen meten en karakteriseren. Uit de analyses van voedings- en consumentenproducten bleken nanodeeltjes waarvan de aanwezigheid niet was verwacht. Tenslotte ontstond nogal eens discussie of de aangetroffen deeltjes nanodeeltjes zijn of niet. Met de nieuwe EU definitie van een nanomateriaal (50% van de deeltjes in de range van 1-100 nm) is daarin duidelijkheid gekomen.

Het aantal geschikte methoden is beperkt tot electronenmicroscopie (EM), ICPMS methode (sp-ICPMS) en nano tracking analysis (NTA). Hoewel geen van deze methoden in staat is nanodeeltjes direct in voeding te meten, biedt de vooruitgang van de monstervoorbewerking in 2012 goede mogelijkheden.

Doel van dit project is de verdere ontwikkeling en optimalisatie van sp-ICPMS als een screeningsmethode voor de detectie en karakterisering van nanodeeltjes in voeding, consumentenproducten en biologische matrices. Daarnaast besteden onderzoekers beperkt tijd  aan nano tracking analysis (NTA) en asymmetrische field flow field fractionation (AF4).

Resultaten

1: Instelling van een ISO werkgroep (voorzitter RIKILT) voor de ontwikkeling van een ISO methode gebaseerd op de sp-ICPMS methode. het voorstel en de instelling van deze werkgroep zijn in 2013 formeel geaccepteerd.

2: AF4 methode voor de scheiding van nanodeeltjes is gevalideerd voor zilver, silica en titania.

3: Een verbeterde sp-ICPMS methode is operationeel en waarmee Ag en Au deeltjes vanaf 20 nm, SiO2, TiO2 en Fe vanaf 50 nm gemeten kunnen worden. Deverwerkingssoftware (niet commercieel beschikbaar) is eveneens verbeterd

4: De sp-ICPMS methode is gevalideerd voor de bepaling van Ag nanodeeltjes in kip en de resultaten hiervan hebben geleid tot een wetenschappelijke publicatie die inmiddels is geaccepteerd ( Development and validation of single particle ICP-MS for sizing and quantitative determination of nano-silver in chicken meat. Accepted for publication in Anal Bioanal Chem. DOI 10.1007/s00216-013-7571-0, 2014). Een tweede publicatie waarin de methode is toegepast is aangeboden voor publicatie (Characterisation of titanium dioxide nanoparticles in food products: Analytical methods to define nanoparticles. Submitted for publication to Food Additives and Contaminants, submitted december 2013).

5: Er is een overzicht gemaakt van bestaande en potentiĆ«le meetmethoden voor nano en de bruikbaarheid ervan. Het overzicht heeft de vorm van een publicatie in een internationaal tijdschrift gekregen (Analytical Techniques for the Identification of Nanomaterials in Food. A comparison. Submitted to Quality Assurance and Safety of Crops and Foods, december 2013).

Plan van Aanpak

  • April 2013: Instelling van een werkgroep (voorzitter RIKILT) voor de ontwikkeling van een ISO-methode gebaseerd op de sp-ICPMS methode.
  • Juli 2013: AF4 methode voor de scheiding van nanodeeltjes gevalideerd.
  • Augustus 2013: Verbeterde sp-ICPMS methode operationeel. Deze kan meer soorten deeltjes meten (minimaal zilver, goud, silica, titania en ijzer), kan kleinere deeltjes meten (20 nm voor silica en titania) en is voorzien van een verbeterd monster introductiesysteem.
  • December 2013: Een gevalideerde sp-ICPMS methode voor de bepaling van nanodeeltjes in voeding en/of consumentenproducten.
  • December 2013: Een overzicht van bestaande en potentiĆ«le meetmethoden voor nano en de bruikbaarheid ervan.
  • December 2014: Screeningsmethode voor nanomaterialen in voeding en consumentenproducten op basis van sp-ICPMS geaccrediteerd: Eerste concept ISO versie sp-ICPMS gereed.

Publicaties