Charakterisierung von genotoxischen organischen Luftstaubextrakten
Zur Identifizierung der partikelgebundenen, genotoxisch wirksamen Luftschadstoffe wurden kommerzielle, zertifizierte Standardstäube (NIST SRM1649, NIST SRM1648, NIST Vehicle Exhaust Particulate Matter), Luftstaubproben aus 8 verschiedenen Städten Baden-Württembergs (Deutschland) sowie Industrieabgaspartikel aus Kosice (Tschechien) und Ostrava (Slovakei) untersucht. Eine Charakterisierung der Säure/Base-Eigenschaften der genotoxischen Verbindungen wurde über eine Flüssig/Flüssig Trennung der acetonischen Luftstaubextrakte vorgenommen. Die Fraktionen der untersuchten Luftstaubmaterialien zeigten unterschiedliche Verteilungsmuster der biologischen Aktivität im Ames-Test. Für die Extrakte von atmosphärischen Luftstäuben zeigte die Fraktion der stark sauren Verbindungen die höchste genotoxische Aktivität. Die Kfz- bzw. Kokereiabgaspartikelextrakte wiesen die höchste Genotoxizität in der Fraktion der neutralen Substanzklassen auf. Zur weiteren Fraktionierung und Charakterisierung der partikulären Luftschadstoffe wurde die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) eingesetzt. Die Trennung erfolgte über eine semi-präparative, cyanopropylmodifizierte Silicagelsäule mittels eines n-Hexan/1,4-Dioxan-Gradienten. Das Eluat wurde über einen automatischen Fraktionsprobensammler im Minuten-Takt einzeln aufgefangen. Die einzelnen Fraktionen wurden im Ames-Test auf ihre mutagene Wirksamkeit untersucht. Die erhaltenen zeitlichen Mutagenitätsprofile „Mutagramme“ der Luftstaubproben aus den verschiedenen Probenahmestandorten sowie der Referenzstäube NIST SRM1649 und (NIST SRM1648 zeigten ein ausgeprägtes Maximum der biologischen Aktivität in einem für polare Substanzklassen charakteristischen Retentionszeitbereich. Die Identifizierung der Inhaltsstoffe der genotoxisch aktiven Fraktionen wurde mit gaschromatographischen Gerätekopplungen wie GC/EI-MSD, GC/EI-MS (Iontrap) und GC/EI-MS² durchgeführt. Die Fraktionen wurden in unbehandelter sowie in methylierter Form untersucht.
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