sostanze chimiche luglio 2008 Sergio Fasan

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1 Il testing per l identificazione l e la valutazione delle sostanze chimiche Udine,, luglio 2008 Sergio Fasan s.fasan fasan@chelab.it IDENTIFICAZIONE E REGISTRAZIONE DELLE SOSTANZE AUDIT IN AZIENDA IDENTIFICAZIONE DELLE SOSTANZE INVENTARIO SOSTANZE Reperimento e valutazione INFORMAZIONI DISPONIBILI ADATTAMENTO DATA GAP ANALYSIS Integrated Strategy of Testing Rif.: RIP 4.10 Technical Guide Document (TGD): Guidance for identification and naming of substances under REACH microbiologia e PCR 1

2 IDENTIFICAZIONE DELLE SOSTANZE: CRITICITA Sostanza Sostanze dalla composizione chimica definita Sostanze UVCB Criticità possibili si dovrebbe mirare a coprire la composizione al 100% (compresi additivi e impurezze): per le impurezze presenti in concentrazioni significative (>1%) dovrebbero essere specificati nome, CAS, numero CE e/o formula molecolare ( 1 ) l azienda potrebbe non essere cosciente del fatto che sta producendo una nuova sostanza soggetta a registrazione (es. reazione tra sostanze non inerti miscelate tra loro) possono essere sostanze molto complesse da analizzare/caratterizzare: variabilità nella distribuzione dei componenti numerosità delle sostanze presenti coesistenza di sostanze con caratteristiche chimico-fisiche diverse (es. PE, pk, log Kow, ecc.) potrebbero essere necessari numerosi test per raccogliere le informazioni utili per consentire un adeguata identificazione (es. dati spettrali e identificatori richiesti dall All. VI) ( 1 ) Non richiesto in fase di pre-registrazione IDENTIFICAZIONE DELLE SOSTANZE: CRITICITA Sostanza Sostanze in preparati Criticità possibili scarse informazioni sull identità delle sostanze in preparati importati le SDS dei preparati NON contengono informazioni sul dosaggio delle sostanze non pericolose presenti le SDS inviate dai fornitori possono riportare informazioni errate in merito alla classificazione di rischio delle sostanze pericolose presenti es. d-limonene (CAS ) classificato come Xn R22 o Xi R36/38 invece di Xi N R /53 Sostanze in articoli per molte categorie di articoli non esistono metodi quantitativi ufficiali per la determinazione di sostanze problematiche (SVHC in All. XIV) la determinazione esatta della quantità totale di sostanze SVHC incorporate negli articoli potrebbe richiedere lo sviluppo/validazione di metodi specifici difficoltà di stimare dati quantitativi precisi nel caso di produzioni non standardizzate (analisi su più lotti) microbiologia e PCR 2

3 IDENTIFICAZIONE DELLE SOSTANZE: TECNICHE ANALITICHE Campi di applicazione Sostanze dalla composiz. chimica definita Sostanze UVCB Sostanze in preparati Sostanze in articoli Polimeri Strategia impurezze estratti naturali (es. o.e., pigmenti) macromolegole (es. ormoni, antibiotici) prodotti di fermentazione (es. enzimi) masse di reazione derivati del petrolio sostanze inorganiche complesse sostanze volatili e non volatili sostanze destinate al rilascio (registrazione) sostanze non destinate al rilascio (notifica) polimeri (verifica requisiti di classificazione) identificazione monomeri e altre sostanze di partenza GC/MS, LC/MS,... LC/MS, AminoAnalyzer,,... LC/MS, AminoAnalyzer,,... GC/MS, LC/MS,... GC, GC/MS,... XRD, FT-IR, ICP/MS,... Valutazione del problema specifico da parte di un TEAM interno di esperti Tecniche analitiche GC/MS, LC/MS, NMR, FTIR, XRF, XRD, LC/ESI-TOF... GC/MS, LC/MS,... GC/MS, LC/MS,... GPC, Osmometria,, Ebulliometria MALDI-TOF, LC/ESI-TOF, NMR, FT-IR, GC/MS Applicazione di metodi/tecniche selettivi di SCREENING con l approccio l del TEST LIMITE in funzione del campo di applicazione (es. sostanze SHVC) Applicazione di metodi quantitativi specifici per ciascuna categoria di articolo/sostanza Processo di trasformazione da sostanza ad articolo (1) Rif.: RIP 3.8 Guidance on requirements for substances in articles (may 2008) microbiologia e PCR 3

4 Processo di trasformazione da sostanza ad articolo (2) Rif.: RIP 3.8 Guidance on requirements for substances in articles (may 2008) Processo di trasformazione da sostanza ad articolo (3) Rif.: RIP 3.8 Guidance on requirements for substances in articles (may 2008) microbiologia e PCR 4

5 ARTICOLI: RISOLUZIONE DI CASI BORDERLINE Rif.: RIP 3.8 Guidance on requirements for substances in articles (may 2008) IDENTIFICAZIONE E REGISTRAZIONE DELLE SOSTANZE DATI BIBLIOGRAFICI handbook, database, dati storici DATI SPERIMENTALI test interni ed esterni IDENTIFICAZIONE DELLE SOSTANZE Reperimento e valutazione INFORMAZIONI DISPONIBILI ADATTAMENTO modelli QSPR/(Q)SAR DATI NON SPERIMENTALI read-across / grouping DATA GAP ANALYSIS Integrated Strategy of Testing Rif.: RIP 3.2: Guidance on Information Requirements and Chemical Safety Assessment (CSA) microbiologia e PCR 5

6 Guidance on Information Requirements and Chemical Safety Assessment Struttura della linea guida INFORMAZIONI DISPONIBILI: DATI BIBLIOGRAFICI Fonti possibili - informazioni disponibili in azienda o c/o le associazioni di categoria - handbook (Merck Index,, CRC, IUPAC, Sax s, Beilstein Database, ecc.) - bibliografia specialistica ( (fonti primarie, review, libri, atti di convegni, ecc.) - motori di ricerca online (es. ECB-ESIS, ESIS, ChemFinder,, TOXNET-HSDB, OECD-HPV, ecc.) - IUCLID (NB: non sempre affidabili!) - dati storici sull uomo uomo (adeguatezza valutata secondo i criteri dell All All.. XI 1.1.3) Requisiti - utilizzare preferibilmente dati ottenuti da fonti primarie - utilizzare fonti secondarie attendibili ( (Klimisch scores) - valutare le diverse informazioni con il peso dell evidenza evidenza (in caso di dati storici o ottenuti da fonti secondarie) - verifica incrociata con dati non sperimentali (QSPR, (Q)SAR, read-across across, grouping) Criticità expertise - l affidabilità/adeguatezza dei dati devono essere valutate da personale esperto - scarsa disponibilità di informazioni per sostanze poco diffuse o UVCB o non phase-in - necessità di verificare numerose fonti (time-spending spending) expertise expertise expertise microbiologia e PCR 6

7 RICERCA ONLINE DATI BIBLIOGRAFICI: esempio applicativo Informazioni riportate da banche dati disponibili online per 2 esteri omologhi dell acido succinico CAS SMILE dati spettrali punto di fusione punto di ebollizione densità relativa pressione di vapore tensione superficiale idrosolubilità log Kow punto di infiammabilità temperatura di autoinfiammabilità altre proprietà chimico-fisiche log Koc idrolisi in funzione del ph DIMETIL SUCCINATO COC(=O)CCC(=O)OC NIST (IR/MS/GC) ChemFinder ChemFinder ChemFinder PhysProp NA ChemFinder PhysProp ChemFinder Sigma-Aldrich ChemFinder HSDB HSDB DIISOPROPIL SUCCINATO C(C)(C)OC(=O)CCC(=O)OC(C)(C) NIST (MS/IR) Chemicalland Chemicalland Chemicalland NA NA Chemicalland NA NA NA NA NA NA NB: i dati disponibili per il DIS su banche date ufficiali sono molto scarse: paradossalmente sono più utili banche dati disponibili su siti commerciali (es. Chemicalland) Requisiti INFORMAZIONI DISPONIBILI: DATI SPERIMENTALI Fonti possibili - test/studi effettuati internamente - applicazione di sistemi di assicurazione qualità adeguati (BPL, ISO 17025) - applicazione di metodi ufficiali (se esistenti) in conformità all art. art. 13(3): es. All.. V Dir 67/548/CE, OECD, ASTM, ISO, ICCVAM, ECVAM, ecc. - verifica incrociata con dati non sperimentali (QSPR, (Q)SAR, read-across across, grouping) Criticità sistema AQ? - test/studi effettuati esternamente da laboratori accreditati (GLP, ISO 17025) - i test/studi non effettuati secondo la BPL devono essere conformi i ai requisiti dell All All.. XI ( ( 1.1) - i risultati ottenuti su sostanze monocomponente possono essere inficiati dalle impurezze presenti nella sostanza - l affidabilità/adeguatezza dei dati devono essere valutate da personale esperto - scarsa rappresentatività dati sperimentali relativi a sostanze UVCB (variabilità) microbiologia e PCR 7

8 INFORMAZIONI DISPONIBILI: DATI NON SPERIMENTALI Fonti possibili - modelli QSPR/(Q)SAR ( (free o fee) - grouping (category e analogue approach) ) => read across, trend analysis, QSARs - expert systems (es. CEFIC-Ambit Ambit; ; EPA-EPISuite EPISuite,, ECB-QSAR Application Toolbox,, ecc.) Requisiti - (Q)SAR ( ( 1.3 All.. XI): validità ( 1 ), applicabilità,, rilevanza, affidabilità => ADEGUATEZZA - Grouping/read read across ( 1.5 All.. XI) Criticità expertise - (Q)SAR: possono sostituire i dati sperimentali SOLO nel caso in cui siano soddisfatti TUTTI i requisiti del All.. XI ( ( 1.3) (utilizzati soprattutto per fornire informazioni supplementari) - modelli lineari non sempre affidabili per molecole complesse o ad alto PM (evoluzione continua) - deve essere fornita documentazione adeguata e attendibile (es. per p QSAR si devono utilizzare idonei QSAR Report Formats (QRFs): QMRF, QPRF, WERF) (time spending) - read across non consigliato per stimare le proprietà chimico-fisiche (preferiti test sperimentali) - adeguatezza dei dati deve essere valutata da personale esperto expertise expertise ( 1 ) Guidance document on the validation of (Q)SAR Models,, OECD Series on Testing and Assessment Nr. 69, 2007, oecd.org/dataoecd/55/35/ /55/35/ pdf QSAR: modelli lineari Vs. modelli non lineari Stima del log K ow per alcoli lineari omologhi utilizzando modelli diversi ( 1 ) SMILES CO CCCCO CCCCCCCCCCO (C8) CLOGP KOWWIN MILOGP SCILOGP TQ-LOGP Deltaabsolute Measured CCCCCCCCCCCCCC CCCCCCCCCCCCCC CCO (C30) CCCCCCCCCCCCCC CCCCCCCCCCCCCC CCCCCCCCCCCCCC CCCCCCCCCCCCCC CCCCO (C60) N/A N/A NB: diversi modelli QSAR (soprattutto se lineari) possono fornire e risultati molto divergenti tra loro per molecole complesse e/o ad alto PM ( 1 ) terrabase-inc. inc.com/tbr-3. 3.htm microbiologia e PCR 8

9 IDENTIFICAZIONE E REGISTRAZIONE DELLE SOSTANZE IDENTIFICAZIONE DELLE SOSTANZE Reperimento e valutazione INFORMAZIONI DISPONIBILI ADATTAMENTO DATA GAP ANALYSIS Integrated Strategy of Testing Rif.: RIP 3.2: Guidance on Information Requirements and Chemical Safety Assessment (CSA) Valutazione globale delle informazioni disponibili per la determinazione delle proprietà chimico-fisiche data available primary available? reference? available second. /historic. data? difference among information sources critical for regulat. purposes? microbiologia e PCR 9

10 Schema generale per l esecuzione l dei test chimico-fisici * Consideration should be given to providing toxicological or ecotoxicological data on the reaction products ** Testing is not required for solids with a MP < 160 C, for liquids with a FP>200 C and for gases without flammable range in air + Dissociation constant is not a testing requirement until a substance reaches the 100 tpa supply level. In these cases, it is acceptable to move on to the next test in the series Rif: Guidance on Information Requirements and Chemical Safety Assessment (CSA), Chap.. R.7a ADDATTAMENTO DEL REGIME DI SPERIMENTAZIONE STANDARD Adattamenti ai sensi dell All All.. XI Adattamenti specifici indicati negli All.. VII-X Tossicocinetica Sostanze UVCB la sperimentazione non appare scientificamente necessaria uso di dati esistenti (dati non GLP/ dati storici sull uomo) peso dell evidenza risultati da modelli (Q)SAR risultati da metodi in vitro (ECVAM, ICVAM) raggruppamento di sostanze e metodo read across sperimentazioni tecnicamente impossibili (es. sost. poco volatili per test di inalazione, sost. poco solubili in acqua per test di tossicità su pesci o test ecotox.) sperimentazioni sull esposizione adattate in modo specifico (sperimentazioni di cui all All VIII sez. 8.6 e 8.7, All. IX e All. X) requisiti indicati in colonna 2 per ciascun endpoint adattamento in funzione dei risultati ottenuti da studi di TK possibilità di adattamento definite caso per caso (es. metalli e sostanze inorganiche, derivati del petrolio) microbiologia e PCR 10

11 ADATTAMENTO IN FUNZIONE DEL VALORE DEL COEFFICIENTE DI RIPARTIZIONE OTTANOLO/ACQUA (Log K ow ) Studi ecotossicologici potenzialmente evitabili per sostanze con log Kow < 3 All. VIII sez Studio di screening dell'adsorbimento/desorbimento All. IX sez Bioaccumulo nelle specie acquatiche, preferibilmente pesci All. IX sez Tossicità a breve termine per gli invertebrati All. IX sez Effetti sui microorganismi del suolo All. IX sez Tossicità a breve termine per le piante All. IX sez Sperimentazione della tossicità a lungo termine su piante All. X sez Sperimentazione della tossicità a lungo termine su invertebrati All. X sez Tossicità a lungo termine per gli organismi che vivono in sedimenti Studi ecotossicologici potenzialmente evitabili per sostanze con log Kow > 3 All. VII sez Sperimentazione della tossicità a breve termine su invertebrati (Daphnia ) All. VII sez Studio dell'inibizione della crescita su piante acquatiche (Algae) All. VIII sez Sperimentazione della tossicità a breve termine su pesci All. VIII sez Sperimentazione dell'inibizione respiratoria su fanghi attivi All. VIII sez Idrolisi in funzione del ph All. IX sez Sperimentazione di simulazione sulla degradazione finale nelle acque di superficie IDENTIFICAZIONE E REGISTRAZIONE DELLE SOSTANZE IDENTIFICAZIONE DELLE SOSTANZE Reperimento e valutazione INFORMAZIONI DISPONIBILI ADATTAMENTO DATA GAP ANALYSIS Integrated Strategy of Testing Studi/test All.. VI-VII VII-VIIIVIII Proposte di sperimentazione All.. IX-X Rif.: RIP 3.2: Guidance on Information Requirements and Chemical Safety Assessment (CSA) microbiologia e PCR 11

12 CHEMICAL SAFETY ASSESSMENT (CSA) Rif.: Guidance on Information Requirements and Chemical Safety Assessment (Part A) TEST/STUDI NECESSARI PER LA REGISTRAZIONE DELLE SOSTANZE TEST CHIMICO-FISICI metodi ufficiali (OECD, All. V Dir. 67/548/CE, standard internazionali) metodi interni validati in conformità a UNI CEI EN ISO/IEC Buona Pratica di Laboratorio (non cogente) STUDI TOSSICOLOGICI Allegati VII, VIII, IX, X Reg. REACh Buona Pratica di Laboratorio STUDI ECOTOSSICOLOGICI Allegati VII, VIII, IX, X Reg. REACh Buona Pratica di Laboratorio microbiologia e PCR 12

13 Test previsti dall Allegato VI ALLEGATO VI Identificazione delle sostanze Dati spettrali Spettro UV/Vis Spettro FT-IR Spettro NMR Spettro di massa Altri identificatori Profilo gascromatografico (GC) Profilo cromatografico (HPLC) Amminogramma Cromatografia enantioselettiva (an( an.. chirale) Attività enzimatica Test chimico-fisici generici Studi e test previsti dall Allegato VII Test chimico/fisici (GLP & non GLP) 7.2 punto di fusione/congelamento 7.3 punto di ebollizione 7.4 densità relativa 7.5 pressione di vapore 7.6 tensione superficiale 7.7 idrosolubilità 7.8 log Kow 7.9 punto di infiammabilità 7.10 infiammabilità 7.11 proprietà esplosive 7.12 temp.. di autoinfiammabilità 7.13 proprietà comburenti 7.14 granulometria ALLEGATO VII ( ( 1 tpa) Studi tossicologici (GLP) 8.1 irritazione o corros.. cutanea in vitro 8.2 irritazione oculare in vitro 8.3 sensibilizzazione cutanea (LLNA) mutazione genetica di batteri in vitro tossicità acuta orale Studi ecotossicologici (GLP) tossicità acquatica b.t. Daphnia inibizione crescita Algae pronta biodegradabilità microbiologia e PCR 13

14 Studi previsti dall Allegato VIII ALLEGATO VIII Informazioni aggiuntive ( ( 10 tpa) Studi tossicologici (GLP) irritazione cutanea in vivo irritazione degli occhi in vivo studio in vitro della citogenicità su cell.. di mamm.. o studio del micronucleo studio in vitro delle mutazioni genetiche su cell.. di mammifero tossicità acuta (dermale( dermale) tossicità a dose ripetuta (28 gg) tossicità per la riproduzione/lo sviluppo valutazione del comportatmento tossicocinetico Studi ecotossicologici (GLP) tossicità a breve termine su pesce inibizione respiratoria su fanghi attivi degradazione abiotica (idrolisi in funzione del ph) screening (HPLC) dell adsorbimento adsorbimento/desorbimentodesorbimento Studi e test previsti dall Allegato IX ALLEGATO IX Informazioni aggiuntive ( ( 100 tpa) Test chimico/fisici (GLP & non GLP) 7.15 stabilità in solventi organici 7.16 costante di dissociazione 7.17 viscosità Studi tossicologici (GLP) tossicità a dose ripetuta (28 gg) (se non già eseguito) tossicità subcronica (90 gg) (orale/dermale dermale) tossicità per lo sviluppo prenatale tossicità per la riproduzione su 2 generazioni Studi ecotossicologici (GLP) tossicità a lungo termine su invertebrati (daphnia( daphnia) tossicità a lungo termine su pesci degradazione biotica: : sperimentazioni di simulazione identificazione dei prodotti di degradazione bioaccumulo nelle specie acquatiche 9.4 effetti sugli organismi del suolo microbiologia e PCR 14

15 Studi previsti dall Allegato X ALLEGATO X Informazioni aggiuntive ( ( 1000 tpa) Studi tossicologici (GLP) tossicità in fase di sviluppo tossicità per la riproduzione su 2 generazioni cancerogenicità Studi ecotossicologici (GLP) tossicità a lungo termine su invertebrati tossicità a lungo termine su piante tossicità a lungo termine su organismi che vivono in sedimenti tossicità per la riproduzione degli uccelli Sostanze preoccupanti in articoli formaldeide metalli pesanti: As, Pb,, Cd, Cr tot, Cr(VI), Ni, Co,, Hg, Sb,, Cu, Sn, Zn nichel (migrazione specifica da accessori) ftalati (DINP, DNOP, DEHP, DIDP, BBP, DBP) ammine aromatiche da coloranti azoici nonilfenolo mau 50 DAD1 A, Sig=233,4 Ref=off (FEBBRA~1\AMM22_02\MIX_2.D) clorofenoli (PCP, TCPs) coloranti allergenici coloranti cancerogeni composti stannorganici min Riferimenti: Allegato XVII Reg.. REACH, Oeko Tex Standard; DIN CERTCO Standard, AATCC Standard microbiologia e PCR 15

16 Sostanze preoccupanti in articoli PoliCloroDibenzoDiossine e PoliCloroDibenzoFurani (PCDD/PCDF) PoliBromoDibenzoDiossine e PoliBromoDibenzoFurani (PBDD/PBDF) Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) ritardanti di fiamma bromurati (PBBs, PBDEs) toluene e benzene clorurati (carriers( carriers) PoliCloroBifenili (PCBs) paraffine clorurate VOC Riferimenti: Allegato XVII Reg.. REACH, Oeko Tex Standard; DIN CERTCO Standard, AATCC Standard Prima candidate list di sostanze SVHC Substance identification Substance name (pubblicata dall ECHA per consultazione il 30 giugno 2008) CAS number EC number Authority Reason for proposing Anthracene Germany PBT x 4,4'-Diaminodiphenylmethane Germany CMR x Dibutyl phthalate Austria CMR x Cyclododecane France PBT Cobalt dichloride France CMR x Diarsenic pentaoxide France CMR x Diarsenic trioxide France CMR x Sodium dichromate, dihydrate France CMR x 5-tert-butyl-2,4,6-trinitro-m-xylene (musk xylene) Netherlands vpvb x Bis (2-ethyl(hexyl)phthalate) (DEHP) Sweden CMR x Hexabromocyclododecane (HBCDD) Sweden PBT Alkanes, C10-13, chloro (Short Chain Chlorinated Paraffins) UK PBT x Bis(tributyltin)oxide Norway PBT x Lead hydrogen arsenate Norway CMR x Triethyl arsenate Norway CMR x Benzyl butyl phthalate Austria CMR x Chelab Rif.: echa.europa.eu/consultations/authorisation authorisation/svhc/svhc_cons_en. _en.asp microbiologia e PCR 16

17 Cenni sui parametri di performance dei metodi analitici Accuratezza Esattezza Precisione del sistema di ripetibilità intermedia di riproducibilità grado di concordanza tra un risultato di prova e un valore di riferimento accettato. Per valutare l accuratezza si prendono in considerazione le due componenti esattezza e precisione esprime la vicinanza di un valore medio ottenuto da un numero elevato di misure ripetute ad un valore di riferimento che può essere un valore noto o un valore accettato come standard (può essere valutata in termini di recupero recupero ) accordo tra i risultati di misure indipendenti ottenuti in condizioni stabilite determinata mediante misure ripetute dello stesso campione determinata mediante misure ripetute dello stesso campione applicando lo stesso metodo sullo stesso campione, nello stesso laboratorio, dallo stesso operatore, usando la stessa apparecchiatura e in un breve intervallo di tempo (short-term variability) include anche l influenza di effetti casuali aggiuntivi (es. operatore, tempo, strumento, colonne cromatografiche, ecc.) derivati dall applicazione della procedura analitica nello stesso laboratorio e può essere considerata una stima iniziale della variabilità a lungo termine (long-term variability) determinata applicando lo stesso metodo su entità di prova identiche, in laboratori differenti, da operatori diversi e utilizzando apparecchiature diverse Cenni sui parametri di performance dei metodi analitici Robustezza Specificità/Selettività Campo di linearità Incertezza di misura Limite di rivelabilità capacità della procedura analitica di rimanere inalterata da piccole variazioni deliberate nei parametri del metodo, e fornisce un indicazione dell affidabilità del metodo nell uso normale capacità della procedura analitica di qualificare in maniera univoca un particolare analita da una matrice complessa o da potenziali agenti inquinanti ed interferenti (es. impurezze, componenti di degradazione, ecc.) intervallo di valori della concentrazione dell analita in cui il metodo fornisce una risposta lineare parametro associato al risultato di una misura, che caratterizza la dispersione dei valori ragionevolmente attribuibili al misurando. la più bassa concentrazione di analita in un campione che può essere rilevata, ma non necessariamente quantificata nelle condizioni specificate dal metodo. Limite di quantificazione Riferimenti: la più bassa concentrazione di analita che può essere determinata con accuratezza accettabile nelle condizioni specificate dal metodo UNI CEI EN ISO/IEC 17025:2005 Requisiti generali per la competenza dei laboratori di prova e taraturat aratura UNI ISO :2000 Statistica Vocabolario e simboli Probabilità e termini statistici generali EURACHEM Guide The Fitness for Purpose of Analytical Methods - A Laboratory Guide to Method Validation and Related Topics,, microbiologia e PCR 17

18 Esemplificazione grafica dei concetti di esattezza e precisione a) b) c) d) a) preciso e esatto b) preciso e inesatto c) impreciso ed esatto d) impreciso e inesatto Grazie per l attenzionel s.fasan@chelab.it tel microbiologia e PCR 18