Gleichzeitig betont die wissenschaftliche Literatur konsequent, dass die Analyse von Haaren und Fell kein diagnostisches Instrument ist, sondern eine beobachtende und vergleichende Methode, deren Aussagekraft von einer korrekt konzipierten Methodik, der Standardisierung der Probenvorbereitung sowie der Qualitätssicherung der analytischen Daten abhängt.
Haare und Fell als Biomarker langfristiger Exposition
Im Gegensatz zu Proben wie Blut oder Urin ermöglichen Haare und Fell die Bewertung der Elementexposition über einen längeren Zeitraum. Durch das kontinuierliche Wachstum der Haare werden Elemente schrittweise in ihre Struktur eingebaut, was die Analyse von Expositionen über Wochen oder Monate erlaubt und nicht lediglich momentane Zustände widerspiegelt.
Eine umfassende Übersicht über Methodik und Anwendungsbereiche der Elementaranalyse von Haaren wird in folgender Arbeit dargestellt:
Pozebon D., Scheffler G.L., Dressler V.L. (2017), Elemental hair analysis: A review of procedures and applications, Analytica Chimica Acta, 992, 1–23
https://doi.org/10.1016/j.aca.2017.09.017
Die Autoren weisen darauf hin, dass Haare eine wertvolle Matrix für umweltbezogene, klinische und toxikologische Studien darstellen können, sofern standardisierte und validierte analytische Verfahren angewendet werden.
Anwendungen im humanen Biomonitoring
Die Elementaranalyse von Haaren wurde vielfach in populationsbezogenen Studien eingesetzt, um den Einfluss von Umweltbedingungen, Lebensstilfaktoren und regionalen Gegebenheiten auf die elementare Zusammensetzung des menschlichen Organismus zu untersuchen.
Ein Beispiel hierfür sind Untersuchungen an einer Studierendenpopulation in Polen:
Izydorczyk G. et al. (2021) Hair mineral analysis in the population of students living in the Lower Silesia region (Poland) in 2019: Comparison with biomonitoring study in 2009 and literature data, Science of the Total Environment, 772, 145013
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0013935120313384
Die Autoren zeigten signifikante Unterschiede in den elementaren Haarprofilen zwischen Studien aus verschiedenen Jahren, was die Eignung dieser Matrix für populations- und umweltbezogene Vergleichsstudien bestätigt.
Darüber hinaus zeigen segmentale Haaranalysen, dass Veränderungen der Exposition im zeitlichen Verlauf nachvollzogen werden können:
Gellein K. et al. (2008) Trace element profiles in single strands of human hair
Science of the Total Environment, 404(2–3), 487–492
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18286238/
Umwelt- und veterinärmedizinische Anwendungen
Tierisches Fell wird häufig als Umweltbioindikator eingesetzt, insbesondere in Studien an Nutztieren, Haustieren und wildlebenden Tierarten. Die elementare Zusammensetzung des Fells kann lokale Umweltbedingungen, die Qualität der Futteraufnahme sowie die Exposition gegenüber potenziell toxischen Elementen widerspiegeln.
Ein Beispiel für vergleichende Studien an Tieren, die dasselbe Umfeld teilen, ist:
Draghi S. et al. (2024) Use of Hair as Matrix for Trace Elements Biomonitoring in Cattle and Roe Deer Sharing Pastures in Northern Italy, Animals, 14(15), 2209
https://doi.org/10.3390/ani14152209
Diese Studie bestätigt, dass die Analyse von Fell den Vergleich elementarer Profile zwischen verschiedenen Tierarten sowie die Bewertung umweltbedingter Einflüsse auf tierische Organismen ermöglicht.
Bedeutung von Standardisierung und Qualitätssicherung
Die Fachliteratur zeigt eindeutig, dass der Wert der Elementaranalyse von Haaren und Fell in erster Linie von der Qualität des analytischen Prozesses abhängt und nicht allein von der eingesetzten Messtechnik.
Übersichts- und methodische Studien betonen, dass:
- keine universell gültige Haarwaschprozedur existiert und daher eine geeignete Probenvorbereitung entscheidend ist,
- unterschiedliche Probenvorbereitungsverfahren das resultierende Elementprofil erheblich beeinflussen können,
- eine vollständige Trennung externer Kontamination von internen Signalen schwierig oder unmöglich sein kann.
Diese Aspekte werden unter anderem ausführlich behandelt in:
Pozebon D., Scheffler G.L., Dressler V.L. (2017)
Elemental hair analysis: A review of procedures and applications
https://doi.org/10.1016/j.aca.2017.09.017
sowie in methodischen Untersuchungen zum Einfluss der Probenvorbereitung auf die Ergebnisse der Elementaranalyse von Haaren:
Pre-cleaning of hair is not beneficial in LA-ICP-MS studies of chronic metal exposure
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10414646/
Rolle analytischer Laboratorien in B2B-Projekten
In wissenschaftlichen und forschungs- und entwicklungsorientierten Projekten übernehmen analytische Laboratorien nicht nur die Durchführung von Messungen, sondern auch die Rolle methodischer Partner, die verantwortlich sind für:
- die Auswahl geeigneter analytischer Methoden (z. B. ICP-OES),
- die Standardisierung und Validierung von Probenvorbereitungsverfahren,
- die Qualitätssicherung und Dokumentation des analytischen Prozesses.
Referenznormen wie EPA Method 200.7 und ISO 11885 weisen darauf hin, dass die Zuverlässigkeit von ICP-OES-Ergebnissen auf der Arbeit in kontrollierten analytischen Serien, systematischer Qualitätssicherung und methodischer Konsistenz beruht – nicht auf einzelnen, isolierten Messungen.
Zusammenfassung
Die Elementaranalyse von Haaren und Fell, durchgeführt mit Techniken wie ICP-OES, findet eine fundierte Anwendung im humanen Biomonitoring, in Umwelt- und Veterinärstudien sowie in B2B-Projekten. Ihr Wert ergibt sich nicht aus diagnostischen Versprechungen, sondern aus der Möglichkeit, vergleichbare, langfristige und methodisch konsistente Analysen durchzuführen.
In diesem Zusammenhang spielen die Qualität des gesamten Laborprozesses sowie eine bewusste Zusammenarbeit zwischen Forschungsteams und analytischen Laboratorien eine entscheidende Rolle.