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Steroid-Hormone Nachweis von Steroid-Hormonen in Wasser mittels HPLC-MS/MS

| Autor/ Redakteur: Friedrich Werres*, Peter Balsaa*, Sebastian Kowal*, Kristina Lang** / Dr. Ilka Ottleben

Moderne Verfahren der HPLC-MS/MS ermöglichen es, gewässerrelevante Vertreter endokrin wirksamer Stoffe wie synthetische und natürliche Steroide sehr empfindlich und gleichzeitig robust und mit einem hohen Automatisierungsgrad nachzuweisen.

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HPLC-MS/MS Messplatz einschließlich der Online-SPE
HPLC-MS/MS Messplatz einschließlich der Online-SPE
(Bild: IWW)

Hormone sind in der Natur von großer Wichtigkeit und besitzen vielfältige Aufgaben, die sich mehr oder weniger auf den gesamten Organismus einer Spezies auswirken. Die Regulierung von Wachstum aber auch die Funktion von reproduktivem Gewebe steht unter dem Einfluss und der Wirkung von Steroidhormonen. Synthetisierte Hormone wie auch andere Chemikalien, die auf die Funktion des Hormonsystems einwirken (hormonell wirksame Stoffe oder endokrin wirksame Stoffe), können sich ebenfalls auf die Entwicklung des Wachstums oder die Fortpflanzung von Mensch und Tier auswirken. So wurde das vereinzelte Auftreten hoher Konzentrationen hormonell aktiver Stoffe in der aquatischen Umwelt u.a. für eine beobachtete Verweiblichung bestimmter männlicher Fische verantwortlich gemacht [1].

Die europäische Gesetzgebung hat mit der Richtlinie 2000/60/EG unter Einbeziehung verschiedener Nachträge und Änderungen strenge Qualitätsziele für den Gewässerschutz eingeführt [2-4]. Mit dem neuesten Änderungsvorschlag der Richtlinie, die vor allem unter der Bezeichnung „Wasserrahmenrichtlinie“ (WRRL) bekannt ist, wurden weitere Verschärfungen vorgeschlagen. So wurden in die Liste der so genannten prioritären bzw. prioritär gefährlichen Stoffe u.a. auch die natürlichen und synthetischen Steroide 17-α-Ethinylestratiol und 17-β-Estradiol aufgenommen und für deren Überwachung sehr niedrige Jahresdurchschnitts-Umweltqualitätsnormen (JD-UQN) gefordert [5]. Sie betragen in Binnengewässern 0,035 ng/L (17-α-Ethinylestratiol) bzw. 0,4 ng/L (17-β-Estradiol). Darüber hinaus ist zu beachten, dass für die Analytik Bestimmungsgrenzen gefordert werden, die lediglich 30% des jeweiligen UQN-Werts betragen dürfen [6]. Voraussetzung für die Umsetzung der Maßnahmen ist aber, dass geeignete Kontrollinstrumente (Analysenverfahren) existieren, die schnell und zuverlässig die Identifizierung und Quantifizierung von Stoffen in niedrigsten Konzentrationen ermöglichen. Diese Situation wirkt sich somit direkt auf Labore aus, die mit der Untersuchung von Oberflächenwässern einschließlich küstennaher Gewässer auf Xenobiotika betraut sind. Derzeit wird mit den in der Routine genutzten und etablierten Verfahren häufig noch nicht die geforderte Empfindlichkeit erreicht. Die Umsetzung analytischer Anforderungen macht somit die Entwicklung neuer Verfahren im Laboralltag dringend erforderlich.

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