OECD TG 122 ist eine Norm im Rahmen der OECD-Prüfrichtlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 1 (Physikalisch-chemische Eigenschaften), die sich auf die Abschätzung des Adsorptionskoeffizienten (Koc) in Boden und Klärschlamm mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) bezieht. Es handelt sich dabei nicht um eine direkte experimentelle Adsorptionsmessung, sondern um ein Screening- und Schätzverfahren.
Der Adsorptionskoeffizient (Kd) beschreibt die Verteilung einer Substanz zwischen einer festen Matrix wie Boden oder Klärschlamm und der Wasserphase. Der organisch-kohlenstoffnormierte Adsorptionskoeffizient (Koc) ergibt sich aus dem Kd-Wert, geteilt durch den Gehalt an organischem Kohlenstoff der Matrix, und dient als grundlegender Parameter zur Bewertung der Mobilität der Substanz im Boden. Die OECD-Richtlinie TG 122 basiert darauf, den Koc-Wert nicht direkt mittels der Batch-Gleichgewichtsmethode (OECD TG 106) zu messen, sondern ihn anhand der Korrelation zwischen dem Retentionsverhalten im HPLC-System und dem Koc-Wert abzuschätzen.
Das Grundprinzip des Tests lautet wie folgt:
- Die Testsubstanz und Referenzsubstanzen mit bekannten Koc-Werten werden mit einem standardisierten HPLC-System analysiert.
- Für jede Substanz wird der Kapazitätsfaktor (k′) berechnet:
k′ = (tR − t0) / t0
Dabei ist tR die Retentionszeit und t0 die Zeit für das Leervolumen (nicht zurückgehaltene Komponente).
- Zwischen den bekannten log Koc-Werten der Referenzsubstanzen und den gemessenen log k′-Werten wird eine Regressionsbeziehung hergestellt.
- Der gemessene k′-Wert der Testverbindung wird in diese Kalibrierungsgleichung eingesetzt, um den log Koc-Wert und anschließend den Koc-Wert zu schätzen.
Die in diesem Verfahren häufig verwendeten Systemkomponenten sind:
Säule:
- C18 (Octadecyl)– oder Cyanopropyl-beschichtete analytische Säulen
- Die Partikelgröße der Säule, ihre Abmessungen und die Art der beschichteten Phase müssen konstant gehalten und angegeben werden
Mobile Phase:
- Wasser/Methanol- oder Wasser/Acetonitril-Gemische
- Da die Zusammensetzung und der pH-Wert der mobilen Phase das Retentionsverhalten direkt beeinflussen, müssen sie kontrolliert und angegeben werden
Referenzsubstanzen:
- Substanzen, deren Koc-Werte aus zuverlässigen Quellen bekannt sind und die chemische Ähnlichkeit mit der Prüfsubstanz aufweisen
- Die log Koc-Werte der Referenzsubstanzen sollten so ausgewählt werden, dass sie den erwarteten Bereich der Prüfsubstanz abdecken
Detektion:
- UV-VIS-Detektor, Diodenarray-Detektor (DAD) oder andere geeignete Detektoren
- Messung der Prüfsubstanz und der Referenzsubstanzen bei geeigneter Wellenlänge und ausreichender Empfindlichkeit
Die in der Studie angegebenen grundlegenden Parameter sind:
- log Koc und Koc (L/kg)
- Kapazitätsfaktor (k′) und Retentionszeiten (tR, t0)
- Verwendete Säule, Zusammensetzung der mobilen Phase und pH-Wert
- Referenzsubstanzen und deren bekannte log Koc-Werte
- Regressionsgleichung, Korrelationskoeffizient (r²) und Gültigkeitsbereich
- Messtemperatur
- Daten zur Messunsicherheit und Wiederholbarkeit
Warum wird sie durchgeführt?
Die OECD-TG 122 wird zu folgenden wissenschaftlichen und regulatorischen Zwecken durchgeführt:
- Abschätzung der Mobilität im Boden: Der Koc-Wert ist ein grundlegender Indikator für das Potenzial einer Substanz, im Boden ausgewaschen und ins Grundwasser transportiert zu werden
- Bewertung des Verbleibs in der Umwelt: Das Adsorptionsverhalten bestimmt die Verteilung der Substanz zwischen Boden, Sediment und Wasser
- Vorabbewertung zu Screening-Zwecken: Bietet eine schnelle und kostengünstige Vorabschätzung, bevor auf das Batch-Gleichgewichtsverfahren (TG 106) zurückgegriffen wird
- Unterstützung von Zulassungsunterlagen: Wird bei Umweltverträglichkeitsprüfungen im Rahmen von REACH, für Pflanzenschutzmittel, Biozide und Arzneimittel verwendet
- Schließung von Datenlücken: Liefert Schätzwerte für Stoffe, für die keine experimentellen Koc-Daten vorliegen
- Priorisierung: Ist eine geeignete Methode für das Screening einer großen Anzahl von Stoffen und die Risikopriorisierung
- Modellierungsinput: Wird in Umweltverbleibs- und Transportmodellen als Koc-Parameter verwendet
- Qualitätskontrolle: Überwachung der Konsistenz des Adsorptionsverhaltens von Stoffen in Produktionsprozessen
OECD TG 122 liefert Schätzwerte anstelle direkter Messungen. Die Ergebnisse sollten mit direkten Messverfahren wie dem OECD TG 106-Batch-Gleichgewichtsverfahren verifiziert werden, insbesondere wenn sie für regulatorische Entscheidungsprozesse von entscheidender Bedeutung sind. Die Schätzwerte sollten unter Berücksichtigung der chemischen Struktur der Substanz, ihres Ionisationszustands und der Matrixeigenschaften interpretiert werden.
Als Nano-Test führen wir die Koc-Schätzungsarbeiten im Rahmen der OECD TG 122 mit wissenschaftlicher Sorgfalt unter Nutzung unserer akkreditierten Laborinfrastruktur und unseres Qualitätsmanagementsystems durch. Unser Leistungsumfang umfasst Folgendes:
Methodenauswahl und Validierung
Bewertung der Anwendbarkeit der OECD TG 122 anhand der chemischen Eigenschaften der Testsubstanz (Polarität, Ionisierung, Molekülgröße)
Auswahl einer geeigneten Säule (C18 oder Cyanopropyl) und eines geeigneten mobilen Phasensystems
Auswahl von Referenzsubstanzen, deren Koc-Werte bekannt sind und den erwarteten Bereich der Testsubstanz abdecken
Erstellung der Kalibrationskurve, Bestimmung der Regressionsgleichung und des r²-Werts
Validierung der Methode: Linearität, Genauigkeit, Wiederholbarkeit und ZwischenwiederholbarkeitBewertung und Berichterstattung der MessunsicherheitDokumentation der methodenspezifischen Einschränkungen und Anwendungsbedingungen
Für Ihre Koc-Schätzungen im Rahmen der OECD TG 122 können Sie sich an Nano-Test wenden, um Informationen zur Anwendbarkeit der Methode, zur Auswahl der Referenzsubstanzen, zur Validierung des HPLC-Systems, zu den Probenannahmebedingungen, zum Testzeitplan und zu den Berichtsprozessen zu erhalten.