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Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Emil Frei GmbH & Co. KG durchgeführt. Im vorgeschlagenen Projekt soll ein innovatives Anlagenkonzept für den Prozess der elektrophoretischen Tauchlackierung entwickelt werden. Kriterien und Ziele: 1. Verbesserte Kreislaufführung mit verringertem Frischwasserbedarf und weniger Abwasseranfall (Schonung der Wasserressourcen). 2. Vermeidung von Bioziden im Abwasser (Ressourceneffizienz) 3. Reduzierte Betriebskosten und Einsparung von Lackmaterial durch weniger Fehlbeschichtung und damit verbundener Nacharbeit. Kern des Konzepts ist ein Entkeimungsverfahren auf Basis der Elektroimpulstechnologie, das im Projekt durch Einführung von modularen, halbleitergeschalteten Impulsgeneratoren auf eine neue technische Grundlage gestellt wird. Der Impulsgenerator ist Hauptbestandteil der aufzubauenden Demoanlage zur Entkeimung von Prozesswässern im ETL-Prozess. In einem Grundlagenteil wird die EIB an die Erfordernisse der ET-Prozesswässer angepasst und die Abtötungseffizienz ermittelt. Nach Fertigstellung einer 500l/h Demoanlage erfolgt ein erster Praxistest an AT-Lacken im Technikum von FL. Hier werden die im Labor gefundene Entkeimungsleistung und die Rückwirkungsfreiheit auf AT-Lacke verifiziert. Danach erfolgt die Validierung für die Automobilserienlackierung an einem Pilotmodel des KTL-Prozesses bei EN. Das Projekt endet mit der Erstellung einer Technologie-Roadmap. Für die Versuche in AP 2 und AP 4 liefert FL Proben von Spülwässern und gängigen AT-Lacken aus der Fertigung (keimfrei) und verkeimt (von Kunden) für EIB-Prozessentwicklungen am KIT. Für T2.1: keimfreie Proben liefern und KIT in den Umgang mit AT-Lacken einweisen. EI-behandelte AT-Lackproben werden in T2.1, T2.4, AP8 auf Erhalt der Lack- und Beschichtungsqualität geprüft. In T3.1 liefert FL Daten zum Keimspektrum in ATL-Anlagen bei Kunden (nach Keimtyp und Häufigkeit). Der erste Test der Demo-Anlage wird bei FL durchgeführt. ATL-spezifische Bedingungen fließen in T9.1 und T6.2, ATL-Ergebnisse in T 10.6 ein.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF SE durchgeführt. Das Ziel des Projektes ist es, den COMET Assay zum Nachweis gentoxischer Schäden in 3D Hautmodellen zu etablieren und die Robustheit dieser Methode zu prüfen. Dies geht einher mit der Untersuchung möglicher DNA- Reparaturmechanismen in den 3D- Hautmodellen. Im Anschluss an das Hautmetabolismusprojekt, soll die metabolische Kompetenz der 3D Modelle weiter komplettiert werden. In Teilaufgabe 1 werden 20 bekannte Testsubstanzen von drei verschiedenen Laboreinheiten mittels COMET Assays an zwei Vollhautmodellen getestet. Die Durchführung erfolgt in drei Phasen. Nach jeder Phase werden die erzielten Ergebnisse verglichen und bei guter Übereinstimmung die nächste Prüfphase eingeleitet. In Teilaufgabe 2 soll die metabolische Kompetenz der Hautmodelle weiter ausgeführt werden. In Teilaufgabe 3 wird die DNA-Reparaturkapazität der Hautmodelle untersucht.

Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Henkel AG & Co. KGaA, Cosmetics , Toiletries, Biological and Clinical Research durchgeführt. Im Zuge der 7. Änderung der Kosmetikrichtlinie und der Novellierung der Chemikalienrichtlinie (REACh) besteht ein erhöhter den Bedarf an in vitro Methoden. Zwar gibt es im Bereich Genotoxizität einige validierte Test. Sie verfügen allerdings über eine geringe Qualität, sodass die mit ihnen erhobenen Daten oft durch Tierversuche überprüft werden müssen. Um die Relevanz der Tests zu verbessern, sind im Vorläuferprojekt () 2 Vollhautmodelle identifiziert worden, die über ausreichende metabolische Kapazität verfügen um DNA-Schädigungen auch von Promutagenen detektieren zu können. In der ersten Förderperiode wurden Protokolle für den Comet Assay für beide Hautmodelle in jedes Labor transferiert und einige Mutagene getestet. In der 2. Förderperiode soll die Reproduzierbarkeit innerhalb eines Labores und zwischen den Projektpartnern durch die Testung von mindesten 20 kodierten Chemikalien verifiziert werden. Henkel übernimmt dabei die Leitung des Comet-Teilprojektes.

Teilprojekt 3: Etablierung des Testsystems

Das Projekt "Teilprojekt 3: Etablierung des Testsystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ECT Ökotoxikologie GmbH durchgeführt. Acute and chronic fish tests are performed for the registration of chemicals, pesticides, biocides and pharmaceuticals. While the fish embryo test has been developed as an alternative to the acute fish test, so far no alternatives for chronic fish tests are available. Therefore, the fish embryo test with the zebrafish (Danio rerio) was extended by an additional endpoint, the analysis of differential expression of marker genes, genes that are sensitive to toxicants. The objective is to replace chronic fish tests, such as the fish early life stage test, or to reduce the number of fish used in these tests. A test protocol for the gene expression Danio rerio embryo test (Gene-DarT) was established based on reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), gel electrophoresis and densitometric analysis of the gels. Using this protocol, the effects of 14 substances on expression of 7 marker genes were investigated. All tested substances significantly affected the expression of at least one marker gene with cytochrome P450 1A (cyp1a) and heme oxygenase 1 (hmox1) being most sensitive. For most tested substances, lowest observed effect concentrations (LOECs) derived with the Gene-DarT differ by a factor of less than 10 from LOEC-values of fish early life stage tests with zebrafish. However, for some substances, larger differences were observed. These results indicate that gene expression analysis in zebrafish embryos could principally be used to predict effect concentrations in the fish early life stage test, but that there is still a need to improve the Gene-DarT.

Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. durchgeführt. Das Projekt hat drei Schwerpunkte 1) Die Bewertung und der Vergleich von Analyseverfahren für Submikrometer-Plastikpartikel (teilw. inkl. adsorbierter Spurenstoffe) an definierten Referenzpartikeln im Labor, in Laborkläranlagen und in Umweltproben. 2) Bewertung der Auswirkungen der Partikel auf aquatische Umwelt und menschliche Gesundheit. 3) Problemwahrnehmungen und Bewältigungsstrategien in Bezug auf Submikropartikel in der Umwelt in Gesellschaft und Politik sowie Einbindung der Ergebnisse in Rechtssetzungsprozesse. In AP 1 erfolgt zunächst die Festlegung der benötigten Referenzpartikel (Größe, Material, Markierung). Die unterschiedlichen Partikel werden aus Makroplastik durch Kryomahlen mit anschließender Größenfraktionierung hergestellt. Uniformität und Größenverteilung werden durch mikroskopische Untersuchungen sichergestellt. Verfügbare Referenzmaterialien werden mit den selbst hergestellten Materialien verglichen. Aufbauend auf den etablierten manuellen und halbautomatischen Probenahmemethoden werden diese in AP 2 so weiterentwickelt, dass eine Detektion von kleineren Partikeln nach automatisierter Probenahme ermöglicht wird. Voruntersuchungen erfolgen zunächst im Labor mit synthetischen Wässern. Dazu werden Suspensionen mit verschieden großen Plastikpartikeln und Plastikarten hergestellt und charakterisiert. Hiermit soll auch die Eignung der dynamischen und elektrophoretischen Lichtstreuung untersucht werden. Mikroplastikmenge und -identität werden mittels Pyrolyse GC-MS bestimmt. Die finale Validierung der entwickelten Probenahme und Messmethoden erfolgt mit realen Umweltproben. Eintragspfade und Verbleib von Submikropartikeln in verschiedenen Umgebungen und Prozessen werden in AP 4 untersucht. Das in AP2 entwickelte Probenahmesystem wird dabei evaluiert und mit klassischen Probenahmesystemen verglichen. Abschließend erfolgt mit den anderen Partnern eine Bewertung der unterschiedlichen Behandlungsstufen im labor- und großtechnischen Maßstab.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik durchgeführt. Im Vorhaben soll ein innovatives Anlagenkonzept für den Prozess der elektrophoretischen Tauchlackierung (ETL) mit folgenden Vorteilen entwickelt werden: 1. Verbesserte Wasserkreislaufführung mit verringertem Frischwasserbedarf und weniger Abwasseranfall (Schonung von Wasserressourcen) 2. Vermeidung von Chemikalieneinsatz und somit auch kein Eintrag von Bioziden ins Abwasser (Ressourceneffizienz) 3. Reduzierte Betriebskosten und Vermeidung von keimbedingten Fehlbeschichtungen. Kern des Konzepts ist das Entkeimungsverfahren auf Basis der Elektroimpulsbehandlung (EIB), das durch Einführung von anwenderfreundlichen, halbleitergeschalteten Impulsgeneratoren auf eine neue technische Grundlage gestellt werden soll. Im Grundlagenteil des Vorhabens (AP2+4) werden die Verfahrensparameter der EIB an die zu entkeimenden Medien, Elektrotauchlack und Spülwässer, unter Berücksichtigung realer Keimspektren (AP3), angepasst. Nach Feststellung von wirkungsvollen und wirtschaftlichen Einbindungsstrategien (AP9+10) in der ETL-Gesamtprozesskette, sowohl für anodische als auch für kathodische Tauchlackierungen, wird die Technologie mit einer 500l/h-Demoanlage praxisgerecht erprobt (AP8+11). Die Ergebnisse der Prozessentwicklungen, der Erprobungen und flankierende systemanalytische und wirtschaftliche Untersuchungen legen die Basis zur nachfolgenden Markteinführung der EIB in der ETL. Erstmalig wird im Projekt die EIB zur Keimabtötung in Elektrotauchlack angewandt. Es werden erstmals die Grundlagen der Lackschichtbildung mit repetierenden Impulsspannungen erarbeitet, neue Behandlungszellenkonzepte verfolgt und effiziente Abtötungsparameter in Medien der ETL bestimmt. Es wird ein modular aufgebauter, halbleitergeschalteter 30kV/0,6kA-Impulsgenerator mit günstigen Bauteilen aus der Massenfertigung entwickelt. KIT koordiniert den Projektverbund und ist maßgeblich bei der Entwicklung der Demoanlage und der Erprobung der Technologie beteiligt.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MARTIN Membrane Systems AG durchgeführt. Ziel des Projektes REMEMBER ist die Entwicklung einer neuartigen Dielektrophorese(DEP)-Membran zur Reduzierung von Fouling- und Scaling-Effekten während des Filterprozesses. Dazu sollen keramische oder polymere Membranoberflächen mittels Printingverfahren mit dünnen Leiterbahnen und Elektroden ausgestattet und anschließend durch einen innovativen Prozess mit einer Titanoxid-Beschichtung als Schutzschicht und Dielektrikum versehen werden. Zur Verbesserung der Membraneigenschaften soll weiterhin eine lokale Behandlung der funktionalisierten Membranoberfläche mittels Laser erfolgen. Alle Verfahren sollen inline unter Atmosphärendruck anwendbar sein, um dadurch kostengünstige Filter mit einer erhöhten Effizienz und Lebensdauer herstellen zu können. Die Funktionsweise der auf diesen innovativen Membranen basierenden Filtermodule wird zudem im Rahmen von praxisnahen Versuchen getestet. MMS wird in AP 1 Anforderungen an das Membranmaterial definieren und entsprechende Materialien aussuchen. In AP 2 untersucht MMS Methoden zur Kontaktierung der aufgetragenen DEP-Beschichtung und entwickelt entsprechende Werkzeuge. In AP 4 Fertigt die MMS Labormodule und führt entsprechende Labortests durch. In AP 5 arbeitet MMS an der Modellierung der Membranfiltration mit DEP mit. In AP 6 plant und baut MMS eine Pilotanlage und betreibt diese.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesinstitut für Risikobewertung durchgeführt. Das Hauptziel des Projektes besteht in der Prävalidierung des Comet-Assays in den beiden geeigneten Vollhautmodellen, für die in der ersten Förderphase eine ausreichende metabolische Kompetenz nachgewiesen wurde. Weiterhin soll die Charakterisierung der Vollhautmodelle anhand der Testsubstanz Cumarin vervollständigt und durch Untersuchungen zur DNA-Reparaturkapazität ergänzt werden. Zunächst wird die Datenbasis zur metabolischen Kompetenz der beiden geeigneten Vollhautmodelle(MatTek EpidermFT und PhenionFT) erweitert. Dazu soll Cumarin als weitere Modellsubstanz untersucht werden. Quantitative Bestimmungen sind für die Metabolite 3-Hydroxycumarin, 7-Hydroxycumarin, sowie die Hydrolyseprodukte des Cumarin-3,4-epoxids vorgesehen. Die Prävalidierung des Comet-Assays erfolgt parallel in beiden Vollhautmodellen. Das BfR wird im Rahmen dieser Studie insgesamt 24 Substanzen testen. Zur vergleichenden Untersuchung von DNA-Reparaturmechanismen wird das karzinogene anti-Benzo(a)pyren-7,8-diol-9,10-epoxid (BPDE) als Modellsubstanz verwendet, das als nukleophiles Mutagen mit DNA reagiert und bevorzugt Guanosyl- oder Adenosyl-Addukte bildet. Für deren Quantifizierung wird eine LC-MS/MS-basierte Methode entwickelt. Das BfR beteiligt sich auch an der Charakterisierung von Enzymen, die bei der Reparatur oder Vermeidung von oxidativen DNA-Schäden in der Haut und in Hautmodellen von Bedeutung sind. Die wirtschaftliche Bedeutung des Projektes liegt im Potential zur Einsparung von hohen Kosten bei Tierversuchen, insbesondere bei Genotoxizitätsstudien. Die gesellschaftliche Bedeutung liegt in seinem Beitrag zur Umsetzung des ethischen Grundkonsensus, auf Tierversuche möglichst zu verzichten. Ein wissenschaftlich-wirtschaftlicher Erfolg des Projektes ist aufgrund des dringend zu deckenden Bedarfs an validen und prädiktiven Testverfahren sehr wahrscheinlich. Die beteiligten Partner verfügen über langjährige Erfahrungen und Expertisen auf dem hier adressierten Forschungsgebiet.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Uniklinik RWTH Aachen, Klinik für Dermatologie und Allergologie durchgeführt. Das Ziel des beantragten Projektes besteht in der Prävalidierung des Comet-Assays in den metabolisch kompetenten Vollhautmodellen von MatTek und Henkel. Ferner soll in den Hautmodellen und in humaner Vollhaut die DNA-Reparaturkapazität anhand von Testsubstanzen untersucht werden, die in den Zellen DNA-Addukte bilden oder oxidative Schädigungen verursachen. In verschiedenen Teilaufgaben wird die metabolische Charakterisierung der Hautmodelle vorgenommen. Als Schwerpunkte werden die Metabolitenmuster von drei weiteren Testsubstanzen sowie Aktivitäten und Expressionsmuster bisher nicht untersuchter Enzymfamilien in den Hautmodellen bestimmt und mit der menschlichen Vollhaut verglichen. Weiterhin wird die Prävalidierung des Comet-Assays in den ausgewählten Hautmodellen durchgeführt und die Reparaturkompetenz in den ausgewählten Hautmodellen und humaner Vollhaut soll vergleichend analysiert werden.

Teilvorhaben 5: Mehrweg-Durchflusschips für die Frei-Fluss-Elektrophorese

Das Projekt "Teilvorhaben 5: Mehrweg-Durchflusschips für die Frei-Fluss-Elektrophorese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GeSIM Gesellschaft für Silizium-Mikrosysteme mbH durchgeführt. GeSiM wird Durchflusschips für die FFE entwickeln, die die Methoden der Kapillarelektrophorese, der isoelektrischen Fokussierung und der optischen Detektion in einem Objekt vereinen. GeSiM wird Prototypen und Packaging der Durchflusszellen entwickeln. Konzipiert sind wahlweise reversibel oder irreversibel assemblierte System in Glas und PDMS. Die GeSiM-Entwicklungen werden auf Lab-on-a-Chip Systeme abzielen, die in der späteren Vermarktung als kostengünstige Einweg- oder kostenintensivere Mehrwegprodukte verkauft werden können. Die Durchflusszellen der GeSiM stellen eine alternative technologische Linie zu den Kunststoffchips des Chipshop Jena dar. GeSiM entwickelt Durchflusszellen durch interaktives Arbeiten mit den Projektpartnern gemäß unseres Arbeitsplanes. Wir planen die im Projekt entwickelten Systeme bestehend aus Durchflusszelle und Fluidprozessor auch außerhalb der konkreten Anwendung zu vermarkten. Die Vermarktung in der Produktlinie MicCell ist seitens GeSiM geplant.

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