ISO/TR 13014:2012
(Main)Nanotechnologies — Guidance on physico-chemical characterization of engineered nanoscale materials for toxicologic assessment
Nanotechnologies — Guidance on physico-chemical characterization of engineered nanoscale materials for toxicologic assessment
Nanotechnologies — Directives relatives à la caractérisation physico-chimique des nano-objets manufacturés soumis aux essais toxicologiques
L'ISO/TR 13014:2012 fournit des lignes directrices pour la caractérisation physico-chimique des nano-objets manufacturés et de leurs agrégats et agglomérats de plus de 100 nm (NOAA) soumis à des essais toxicologiques, afin de faciliter l'évaluation et l'interprétation des conséquences toxicologiques des nano‑objets manufacturés et afin de pouvoir différencier le matériau étudié d'autres matériaux similaires. Pour chacune des propriétés retenues, une description, une clarification, une pertinence, un mesurande et des exemples de méthode de mesurage sont indiqués.
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
ТЕХНИЧЕСКИЙ ISO/TR
ОТЧЁТ 13014
Первое издание
2012-05-15
Нанотехнологии. Руководство по
физико-химическому описанию
материалов с заданной наношкалой
для токсикологической оценки
Nanotechnologies — Guidance on physico-chemical characterization of
engineered nanoscale materials for toxicologic assessment
Ответственность за подготовку русской версии несёт GOST R
(Российская Федерация) в соответствии со статьёй 18.1 Устава ISO
Ссылочный номер
ISO/TR 13014:2012 (R)
©
ISO 2012
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(R)
ДОКУМЕНТ ЗАЩИЩЁН АВТОРСКИМ ПРАВОМ
© ISO 2012
Все права сохраняются. Если не указано иное, никакую часть настоящей публикации нельзя копировать или использовать в
какой-либо форме или каким-либо электронным или механическим способом, включая фотокопии и микрофильмы, без
предварительного письменного согласия ISO по адресу, указанному ниже, или членов ISO в стране регистрации пребывания.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Опубликовано в Швейцарии
ii © ISO 2012 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(R)
Содержание Страница
Предисловие .iv
Введение .v
1 Область применения .1
2 Термины и определения .1
3 Символы и аббревиатуры.7
4 Важность физико-химических характеристик для токсикологических оценок .8
4.1 Цель экспериментов в области токсикологии .8
4.2 Общие методы токсикологических испытаний и оценка рисков .8
4.3 Физико-химические свойства нанообъектов .10
4.4 Чистота и загрязнения испытываемых нанообъектов.11
4.5 Когда выполняется исследование физико-химических характеристик .11
4.6 Потенциально возможные проблемы при оценке материалов.12
5 Параметры, определяющие физико-химические характеристики произведённых
нанообъектов перед токсикологической оценкой.13
5.1 Общая информация .13
5.2 Размер частиц и распределение размеров частиц.14
5.3 Состояние аггрегации/аггломерации в соответствующих средах .15
5.4 Форма.16
5.5 Площадь поверхности / удельная по массе площадь поверхности / удельная по
объёму площадь поверхности .17
5.6 Состав.18
5.7 Химия поверхности.19
5.8 Поверхностный заряд .20
5.9 Растворимость/дисперсность .21
6 Выражение результатов измерений и неопределённостей .22
6.1 Общие положения .22
6.2 Количественное определение неопределённости .23
6.3 Применение неопределённости к нанообъектам.24
6.4 Важное значение валидации.24
7 Отчётность.25
Приложение A (информативное) Диаграмма, иллюстрирующая использование физико-
химических характеристик в токсикологических испытаниях.27
Приложение B (информативное) Примеры методов измерений и стандарты .28
Библиография.34
© ISO 2012 – Все права сохраняются iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(R)
Предисловие
Международная организация по стандартизации (ISO) является всемирной федерацией национальных
организаций по стандартизации (комитетов-членов ISO). Разработка международных стандартов
обычно осуществляется техническими комитетами ISO. Каждый комитет-член, заинтересованный в
деятельности, для которой был создан технический комитет, имеет право быть представленным в этом
комитете. Международные правительственные и неправительственные организации, имеющие связи с
ISO, также принимают участие в работах. ISO работает в тесном сотрудничестве с Международной
электротехнической комиссией (IEC) по всем вопросам стандартизации в области электротехники.
Международные стандарты разрабатываются в соответствии с правилами, установленными в
Директивах ISO/IEC, Часть 2.
Основная задача технических комитетов состоит в подготовке международных стандартов. Проекты
международных стандартов, одобренные техническими комитетами, рассылаются комитетам-членам
на голосование. Их опубликование в качестве международных стандартов требует одобрения, по
меньшей мере, 75 % комитетов-членов, принимающих участие в голосовании.
В исключительных случаях, когда технический комитет собрал данные, отличающиеся по характеру от
обычно публикуемых в виде международного стандарта (например характеризующие “современный
технический уровень”), он может принять решение простым большинством голосов участвующих в
голосовании членов комитета о публикации технического отчета. Технический отчет является
информативным документом и не должен пересматриваться до установленной даты, после которой он
считается недействительным или потерявшим значение.
Следует иметь в виду, что некоторые элементы этого документа могут быть объектом патентных прав.
ISO не должен нести ответственность за идентификацию какого-либо одного или всех патентных прав.
ISO/TR 13014 был подготовлен Техническим комитетом ISO/TC 229, Нанотехнологии.
iv © ISO 2012 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(R)
Введение
В течение последних нескольких лет наблюдается значительное повышение использования
наноматериалов в потребительских и других продуктах, и это повышение сопровождается растущим
беспокойством относительно возможного влияния наноматериалов на состояние здоровья
потребителей и окружающую среду, что в частности относится к нанообъектами, их агломератам и
агрегатам (NOAA). Несмотря на то, что имеется большое количество сообщений о токсикологических
исследованиях материалов в форме NOAA, многие из них не содержат подробные физико-химические
характеристики исследуемых объектов, позволяющие дать подробную оценку и сравнение результатов
испытаний. Принимая во внимание разнообразие материалов NOAA, которые могут быть созданы с
видимым аналогичным составом, их подробная физико-химическая характеристика имеет критическое
значение для точной идентификации испытываемых материалов и поддержки развития понимания
токсикологического воздействия наноматериалов.
Настоящий Технический Отчёт содержит руководство по разработке физико-химических химических
характеристик изготавливаемых нанообъектов (таких нанообъектов, которые преднамеренно были
произведены для использования в коммерческих целях), перед проведением токсикологической
оценки, включающей оценку влияния на человека и экологию. Цель настоящего Технического Отчёта
состоит в оказании поддержки научным работникам в области сохранения здоровья и специалистам
других областей в улучшении понимания, планирования, идентификации и анализа существенных
физико-химических характеристик таких материалов перед началом проведения их токсикологических
испытаний. Такие работы должны рассматриваться как предварительное условие перед началом
[1]
любых биологических оценок и соответствуют другим документам ISO. Например, в ISO 10993-18
специально рассматриваются химические характеристики материалов, применяемых в медицинских
[2]
приборах, а в ISO 14971 указано, что анализ токсикологических рисков должен учитывать химическую
природу таких материалов.
Ожидается, что разработка характеристик должна предоставить ценную информацию о влиянии
физико-химических свойств на результаты, получаемые при токсикологических испытаниях. Данный
Технический Отчёт содержит следующую информацию, имеющую значение с точки зрения физико-
химических характеристик производимых нанообъектов, представляемых для токсикологической
оценки:
— каким образом физико-химические характеристики используются в схеме токсикологических
испытаний NOAA;
— физико-химические характеристики рассматриваются как имеющие критическое значение для
оценки перед токсикологическими испытаниями; и
— какие измерения должны выполняться для оценки физико-химических характеристик.
© ISO 2012 – Все права сохраняются v
---------------------- Page: 5 ----------------------
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ISO/TR 13014:2012(R)
Нанотехнологии. Руководство по физико-химическому
описанию материалов с заданной наношкалой для
токсикологической оценки
1 Область применения
Настоящий Технический отчёт содержит руководство по физико-химическим характеристикам
изготавливаемых нанообъектов и их агрегатов и агломератов (NOAA), превышающих 100 нм,
представленных для токсикологических испытаний, в целях оценки и интерпретации
токсикологического воздействия изготавливаемых нанообъектов, и создания возможности выявлять
отличие испытываемых материалов от по-видимому аналогичных материалов. Для каждой из
выбранных характеристик приведены описание, пояснение, значимость, измеряемая величина и
пример методов измерения.
Данный Технический отчёт должен представлять интерес для различных заинтересованных сторон
(например, токсикологов, специалистов по токсикологии окружающей среды, контролирующих органов,
профессионалов в области здоровья и безопасности), заинтересованных в оценке и интерпретации
потенциально возможного токсикологического воздействия производимых NOAA.
2 Термины и определения
Для целей данного документа применяются термины ISO/TS 27687, ISO/TS 80004-1, ISO/TS 80004-3,
ISO/IEC Guide 99 и указанные далее.
2.1
агрегат
aggregate
частица, состоящая из сильно связанных или сплавленных частиц, у которой образующаяся площадь
внешней поверхности может быть значительно меньше, чем сумма рассчитанных значений внешней
поверхности отдельных компонент
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Силы, связывающие агрегат совместно, являются значительными, например ковалентные
связи, или связи, возникающие в результате спекания или сложного физического переплетения.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Агрегаты называются также "вторичными частицами" и составляющие их частицы
обозначаются термином "первичные частицы".
[ISO/TS 27687:2008, определение 3.3]
2.2
агломерат
agglomerate
собрание слабо связанных частиц, или агрегатов, или их смеси, когда возникающая в результате
внешняя поверхность аналогична сумме площадей поверхности индивидуальных компонент
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Силы, связывающие агломерат в одно целое, являются слабыми силами, например силами ван
дер Ваальса, или простым физическим переплетением.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Агломераты также называются "вторичными частицами" и частицы, являющиеся первичным
источником их образования, называются "первичными частицами".
© ISO 2012 – Все права сохраняются 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(R)
[ISO/TS 27687:2008, определение 3.2]
2.3
углеродные нанотрубки
carbon nanotube
CNT
нанотрубки, состоящие из углерода
ПРИМЕЧАНИЕ Углеродные нанотрубки обычно состоят из искривлённых графеновых слоёв, включающих
однорядные углеродные нанотрубки и многослойные углеродные нанотрубки.
[ISO/TS 80004-3:2010, определение 4.3]
2.4
коллоид
colloid
гетерогенная субстанция, состоящая из жидкости (дисперсионная среда), в которой наномасштабные
частицы (1 нм – 100 нм) равномерно распределены в виде суспензии взаимодействием их
электрических зарядов, находятся в Броуновском движении и подвергаются катафорезу
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Коллоидальный означает имеющий свойства коллоида.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Адаптировано из ISO 1942-2.
2.5
композиция
composition
характеристика наноматериала, определяемая параметрами идентичности и содержанием каждой
конкретной компоненты
ПРИМЕЧАНИЕ Адаптировано из ISO 6141.
2.6
кристалличность
crystallinity
наличие трёхмерной упорядоченности на уровне молекулярных размеров
[ISO 472]
2.7
комбинированная стандартная неопределённость измерений
combined standard measurement uncertainty
комбинированная стандартная неопределённость (сокращённо)
combined standard uncertainty (deprecated)
стандартная неопределённость измерений, получаемая с использованием отдельных величин
стандартных неопределённостей измерений, ассоциированных с входными величинами в модели
измерения
ПРИМЕЧАНИЕ В случае корреляций входных величин в модели измерения ковариантность также должна
учитываться при расчёте комбинированной стандартной неопределённости измерений; см. также
ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.4.
[ISO/IEC Guide 99:2007, определение 2.31]
2.8
распыляемость
dispensability
уровень дисперсии, когда он становится постоянным при определённых условиях
2 © ISO 2012 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(R)
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Дисперсия определяется как суспензия дискретных частиц.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Адаптировано из ISO 8780-1 и ISO 1213-1.
2.9
расширенная неопределённость измерения
expanded measurement uncertainty
расширенная неопределённость (сокращённо)
expanded uncertainty (deprecated)
произведение комбинированной стандартной неопределённости измерений на коэффициент больше
единицы
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Этот коэффициент зависит от типа распределения вероятности выходной величины модели
измерений и выбранной вероятности охвата.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Термин “коэффициент” в данном определении относится к коэффициенту охвата.
Коэффициент охвата представляет собой число, на которое умножается стандартная неопределённость
измерений результата измерения, для получения расширенной неопределённости измерения.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Адаптировано из ISO/IEC Guide 99.
2.10
фуллерен
fullerene
молекула, состоящая исключительно из чётного числа атомов углерода, которые образуют закрытую
имеющую форму клетки с сочленёнными кольцами полициклическую систему, с 12 кольцами из пяти
элементов и остальными кольцами из шести элементов
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Адаптировано из определения в Компендиуме химической терминологии ИЮПАК.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Хорошо известным примером является C , который имеет сферическую форму с внешним
60
размером приблизительно 1 нм.
[ISO/TS 80004-3, определение 3.1]
2.11
модель измерения
measurement model
математическая взаимосвязь между всеми величинами, о которых известно, что они участвуют в измерениях
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Общая форма модели измерений описывается уравнением h (Y, X , …, X ) = 0, где Y —
1 n
выходная величина в модели измерения, является измеряемой величиной, количественное значение которой
должно быть принято исходя из информации относительно входных величин в модели измерения X , …, X
1 n
.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Адаптировано из ISO/IEC Guide 99.
2.12
метрологическая прослеживаемость
metrological traceability
характеристика результата измерения, когда результат может быть связан с эталоном через
документально оформленную неразрывную цепь калибровок, каждая из которых вносит вклад в
неопределённость измерения
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Согласно этому определению эталон может быть определением единицы измерения, путём его
практической реализации, или методикой измерения, включающей единицу измерения для неординарной
величины, или стандартом измерения.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Метрологическая прослеживаемость требует установленной иерархии калибровки.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Адаптировано из ISO/IEC Guide 99.
© ISO 2009 – Все права сохраняются 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(R)
2.13
измеряемая величина
measurand
величина, предназначенная для измерения
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Спецификации измеряемой величины требуют знания типа величины, описания состояния
явления, тела, или субстанции, являющихся носителем величины, включая любые имеющие отношение
компоненты, и применяемые химические объекты.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Во втором издании VIM и в IEC 60050-300:2001, измеряемая величина определяется как
величина, подвергающаяся измерению.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Измерение, включая измерительную систему и условия, при которых выполняются измерения,
может вносить изменения в явление, тело, или субстанцию, такие, что подлежащая измерению величина может
отличаться от измеряемой величины согласно определению. В этом случае необходимы приемлемые поправки.
ПРИМЕЧАНИЕ 4 В области химии, "аналит", или наименование материала или соединения, представляют собой
термин, иногда используемый вместо термина измеряемая величина. Такое применение является ошибочным, так
как эти термины не относятся к величинам.
ПРИМЕЧАНИЕ 5 Дополнительную информацию см. в ссылке [8].
ПРИМЕЧАНИЕ 6 Адаптировано из ISO/IEC Guide 99.
2.14
нановолокно
nanofibre
нанообъект, имеющий два аналогичных внешних размера в наномасштабе и значительно больший
третий размер
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Нановолокно может быть гибким или жёстким.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Два аналогичных внешних размера считаются отличающимися по размеру менее чем в три раза, и
значительно больший внешний размер считается отличающимся от двух других размеров более чем в три раза.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Наибольший внешний размер не обязательно имеет наномасштаб.
[ISO/TS 27687:2008, определение 4.3]
2.15
нанопроизводство
nanomanufacturing
специальный синтез, образование или контроль наноматериалов, или этапы производства,
выполняемые в наношкале, для коммерческих целей
[ISO/TS 80004-1:2010, определение 2.11]
2.16
наноматериал
nanomaterial
материал, имеющий какой-либо внешний размер в наномасштабе, или имеющий внутреннюю
структуру или структуру поверхности в наномасштабе
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Данное общее определение включает нанообъекты и имеющие наноструктуру материалы.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Адаптировано из ISO/TS 80004-1.
2.17
нанообъект
nano-object
материал, имеющий один, два, или три наружных размера в наномасштабе
4 © ISO 2012 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(R)
ПРИМЕЧАНИЕ Обобщающий термин для всех отдельных объектов в наномасштабе.
[ISO/TS 80004-1:2010, определение 2.5]
2.18
наночастица
nanoparticle
нанообъект, имеющий все три внешних размера в наномасштабе
ПРИМЕЧАНИЕ Если значения длины наиболее длинной и наиболее короткой осей нанообъекта отличаются
значительно (обычно более чем в три раза), термины "нановолокно" или "нанопластина" предпочтительно
использовать вместо термина "наночастица".
[ISO/TS 27687:2008, определение 4.1]
2.19
нанопластина
nanoplate
нанообъект, имеющий один внешний размер в наномасштабе и два других внешних размера
значительно большие
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Наименьший внешний размер в данном случае является толщиной нанопластины.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Два других значительно больших размера считаются отличающимися от наномасштабного
размера больше чем в три раза.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Наибольшие внешние размеры не обязательно имеют наномасштаб.
[ISO/TS 80004-3:2010, определение 2.4]
2.20
наношкала
nanoscale
диапазон размеров от приблизительно 1 нм до 100 нм
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Свойства, которые не экстраполируются от наибольшего размера, будут обычно, но не
обязательно, представлены в данном диапазоне размеров. Для таких свойств пределы размеров считаются
приближёнными.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Наиболее низкий предел в данном определении (приблизительно 1 нм) вводится для
исключения одиночных атомов или небольших групп атомов из обозначения как нанообъектов или элементов
наноструктур, что могло бы подразумеваться при отсутствии нижнего предела.
[ISO/TS 80004-1:2010, определение 2.1]
2.21
наноструктурированный материал
nanostructured material
материал, имеющий внутреннюю наноструктуру или поверхностную наноструктуру
ПРИМЕЧАНИЕ Это определение не исключает возможность для нанообъектов иметь внутреннюю структуру
или поверхностную структуру. Если внешний размер(ы.) имеют наномасштаб, рекомендуется применение термина
“нанообъект”.
[ISO/TS 80004-1:2010, определение 2.7]
2.22
нанотехнология
nanotechnology
применение научной информации для манипулирования и контроля веществ в наномасштабе в целях
использования характеристик, зависящих от размеров и структуры, и явлений, отличающихся от
© ISO 2009 – Все права сохраняются 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(R)
связанных с отдельными атомами или молекулами, или в сплошных материалах
ПРИМЕЧАНИЕ Манипулирование и контроль включают синтез материала.
[ISO/TS 80004-1:2010, определение 2.3]
2.23
нанотрубка
nanotube
полое нановолокно
[ISO/TS 27687:2008, определение 4.4]
2.24
размер частиц
particle size
размер сферы, имеющей такие же физические свойства при данном методе анализа, как описываемая
частица
ПРИМЕЧАНИЕ 1 См. также эквивалентный диаметр частицы.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Единое определение размера частицы отсутствует. Различные методы анализа основаны на
измерении различных физических характеристик. Физические характеристики, к которым относится эквивалентный
диаметр, указываются с использованием соответствующих индексов или путём ссылки на документально
оформленный стандарт измерений, с применением которого выполнялось измерение размера. В стандарте ISO
9276 для обозначения размера частицы или диаметра сферы используется символ x. Однако общепризнано, что
символ d также широко используется для обозначения этих величин. Следовательно, символ x, когда он
появляется, может быть заменён на d .
[ISO 21501-1:2009, определение 2.3]
2.25
распределение размера частиц
particle size distribution
интегральная функция распределения концентрации частиц как функция размера частиц
[ISO 14644-6:2007, определение 2.107]
2.26
форма
shape
форма частиц
particle shape
внешняя геометрическая форма частиц
ПРИМЕЧАНИЕ Адаптировано из ISO 3252.
2.27
растворимость
solubility
максимальная масса наноматериала, которая растворяется в данном объёме конкретного
растворителя при заданных условиях
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Растворимость выражается в граммах на литр растворителя.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Адаптировано из ISO 7579.
6 © ISO 2012 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(R)
2.28
площадь поверхности
surface area
площадь наружной поверхности плюс внутренняя поверхность доступных макро и мезопор
ПРИМЕЧАНИЕ Включает определённую для массы площадь поверхности или определённую для объёма
площадь поверхности.
2.29
поверхностный заряд
surface charge
электрический заряд на поверхности
2.30
химия поверхности
surface chemistry
химические характеристики поверхности
2.31
валидация
validation
проверка, являются ли установленные требования соответствующими предусматриваемым целям
ПРИМЕЧАНИЕ Адаптировано из ISO/IEC Guide 99.
2.32
верификация
verification
предоставление объективных доказательств, что данный объект выполняет установленные
требования
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Когда это применимо, должна учитываться неопределённость измерений.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Рассматриваемый объект может быть, например, процессом, методикой измерений,
материалом, соединением, или системой измерений.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Адаптировано из ISO/IEC Guide 99.
3 Символы и аббревиатуры
ADME абсорбция, распределение, метаболизм, и выделение
AFM атомно-силовая микроскопия АСМ
BIPM Международное бюро мер и весов
CNT углеродная нанотрубка
EHS окружающая среда, здоровье и безопасность
GMP Правила производства и контроля качества
GUM Руководство по выражению неопределённости измерений
OECD Организация экономического сотрудничества и развития
NOAA нанообъекты, и их агрегаты и агломераты с размерами больше 100 нм
SEM сканирующая электронная микроскопия
© ISO 2009 – Все права сохраняются 7
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(R)
SPM сканирующая зондовая микроскопия
TEM просвечивающая электронная микроскопия ПЭМ
UV ультрафиолет
4 Важность физико-химических характеристик для токсикологических оценок
4.1 Цель экспериментов в области токсикологии
Если введению новых материалов в коммерческое использование предшествует оценка рисков,
зависящая от характера рассматриваемых материалов, это может потребовать использования данных
токсикологии и токсикологии окружающей среды, необходимых для целей оценки потенциально
возможного воздействия этих материалов на человека и окружающую среду.
Цель экспериментальных исследований в области токсикологии состоит в оценке потенциально
возможного воздействия новых материалов на человека и окружающую среду, в результате влияния
химических веществ, включая нанообъекты, и их агрегаты и агломераты. Токсикологические риски при
использовании определённых веществ связаны с их способностью оказывать вредное воздействие на
живые организмы и обычно возникают в результате наличия у этих веществ опасных характеристик в
комбинации с их способностью накапливаться в окружающей среде. Для уменьшения
неопределённостей результатов испытаний необходимо правильное планирование экспериментальных
исследований по токсикологии. Цель всех токсикологических экспериментов состоит в получении
надёжной информации, включающей данные, относящиеся к следующим вопросам:
— взаимосвязь дозы с характером и уровнем реакции;
— все различия характера реакции, связанные с ясно выраженными внутренними свойствами вещества;
— все различия характера реакции, связанные с различными путями воздействия;
— типы и интенсивность неблагоприятных реакций;
— режим и механизм действия (включая предшествующие биохимические данные);
— любой период(ы) времени, когда организм особенно чувствителен к воздействию (например
эмбриональное развитие);
— канцерогенность, мутагенность и тератогенность;
— временное течение реакции; и
— использование контрольных образцов.
4.2 Общие методы токсикологических испытаний и оценка рисков
4.2.1 Общие положения
Учёные разработали и апробировали методики по оценке возможного риска(ов) вредных воздействий
материалов, и, с другой стороны, степени безопасности, путём выполнения оценок токсикологического
риска. Специалисты в правительстве, промышленности и академии могут дать такие оценки, как с
точки зрения здоровья человека, так и сохранения окружающей среды. Согласно описанию в
публикации Национального исследовательского совета [США] (1983), Оценка рисков в Федеральном
Правительстве: Управление процессом, процесс оценки рисков включает четыре этапа. Эти этапы
следующие: (1) идентификация опасности; (2) оценка реакции на дозу или влияния концентрации; (3)
[13]
оценка воздействия; и (4) описание характеристик риска . Токсикологические испытания
8 © ISO 2012 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(R)
предоставляют основные данные для определения опасности, оценки реакции в зависимости от дозы,
и оценки уровня воздействия. Данные оценки риска используются для получения другой информации,
например о профессиональных рисках, для широкой общественности, или о пределах воздействия на
потребителя, рекомендаций по персональному защитному оборудованию, документов с сообщениями
об опасности.
4.2.2 Идентификация опасности
Идентификация опасности является первым этапом процесса оценки риска и представляет собой
процесс определения может или нет некоторое химическое вещество оказать токсическое воздействие.
Типы научной информации, часто используемые на этом этапе, включают: исследования in vivo,
исследования in vitro, эпидемиологические данные, и клинические данные для человека. Правильно
выполняемые экспериментальные исследования предполагают использование научных методов,
например проектирование экспериментов по испытаниям токсичности материала должно быть таким,
чтобы эксперименты давали повторяющиеся и воспроизводимые результаты. Для оказания помощи в
достижении этой цели рекомендуется использовать стандартные протоколы токсикологических
испытаний.
Начиная с недавнего времени с развитием этического и научного мышления возникла общая
тенденция замены, когда это возможно, традиционн
...
TECHNICAL ISO/TR
REPORT 13014
First edition
2012-05-15
Nanotechnologies — Guidance on
physico-chemical characterization of
engineered nanoscale materials for
toxicologic assessment
Nanotechnologies — Directives relatives à la caractérisation physico-
chimique des matériaux machinés à l’échelle nanométrique pour
l’évaluation toxicologique
Reference number
ISO/TR 13014:2012(E)
©
ISO 2012
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2012
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO’s
member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2012 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Terms and definitions . 1
3 Symbols and abbreviated terms . 6
4 Importance of physico-chemical properties to toxicological assessment . 6
4.1 The purpose of toxicological experimentation . 6
4.2 General methods of toxicological testing and risk assessment . 7
4.3 Physico-chemical properties of nano-objects . 8
4.4 Purity and impurity of tested nano-objects . 9
4.5 When to undertake physico-chemical characterization . 9
4.6 Potential problems with materials assessment .10
5 Parameters for the physico-chemical characterization of manufactured nano-objects prior to
toxicological assessment . 11
5.1 General information . 11
5.2 Particle size and particle size distribution . 11
5.3 Aggregation/agglomeration state in relevant media .12
5.4 Shape .13
5.5 Surface area / mass-specific surface area / volume-specific surface area .14
5.6 Composition .15
5.7 Surface chemistry .16
5.8 Surface charge .16
5.9 Solubility/dispersibility .17
6 Expression of measurement results and uncertainties .19
6.1 General .19
6.2 Quantifying uncertainty .19
6.3 Application of uncertainty to nano-objects .20
6.4 Importance of validation .20
7 Reporting .21
Annex A (informative) Diagram illustrating the use of physico-chemical characterization in
toxicological testing .23
Annex B (informative) Example measurement methods and standards .24
Bibliography .30
© ISO 2012 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International
Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
In exceptional circumstances, when a technical committee has collected data of a different kind from that
which is normally published as an International Standard (“state of the art”, for example), it may decide by a
simple majority vote of its participating members to publish a Technical Report. A Technical Report is entirely
informative in nature and does not have to be reviewed until the data it provides are considered to be no longer
valid or useful.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/TR 13014 was prepared by Technical Committee ISO/TC 229, Nanotechnologies.
iv © ISO 2012 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(E)
Introduction
The last few years have seen a large increase in the use of nanomaterials in consumer and other products, and
this increase has been accompanied by growing concern about the possible health and environmental impacts
of exposure to nanomaterials, in particular to nano-objects, and their agglomerates, and aggregates (NOAA).
While a large number of toxicological studies on materials in NOAA form have been reported, many have
failed to provide detailed physico-chemical characterization of what has been tested, to evaluate the results
obtained and to compare test results. Given the diversity of NOAAs that can be produced with seemingly
similar composition, detailed physico-chemical characterization is critical for the precise identification of test
materials and to support the development of understanding the toxicological impact of nanomaterials.
This Technical Report provides guidance for the physico-chemical characterization of manufactured nano-
objects (those nano-objects that are intentionally produced for commercial purposes) prior to toxicological
assessment, including both human and ecological-based assessments. The purpose of this Technical Report
is to assist health scientists and experts from other disciplines to understand, plan, identify and address
relevant physico-chemical characterization of such materials before conducting toxicological tests on them.
Such activity should be seen as a prerequisite to any biological evaluation and is consistent with other ISO
[1]
documents. For example, ISO 10993-18 specifically addresses the chemical characterization of materials
[2]
used in medical devices, and ISO 14971 points out that a toxicological risk analysis takes into account the
chemical nature of the materials.
Characterization is expected to provide valuable information about the influence of physico-chemical properties
on the responses observed in toxicological testing. This Technical Report provides the following information
which will be of value in the physico-chemical characterization of manufactured nano-objects submitted for
toxicological assessment:
— how physico-chemical characterization fits within the framework of toxicological testing of NOAAs;
— physico-chemical characteristics deemed critical for assessment before toxicological testing; and
— what should be measured to assess the physico-chemical characteristics.
© ISO 2012 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
TECHNICAL REPORT ISO/TR 13014:2012(E)
Nanotechnologies — Guidance on physico-chemical
characterization of engineered nanoscale materials for
toxicologic assessment
1 Scope
This Technical Report provides guidance for the physico-chemical characterization of manufactured nano-
objects and their aggregates and agglomerates (NOAA) greater than 100 nm presented for toxicological testing
in order to aid in assessing and interpreting the toxicological impact of manufactured nano-objects and to allow
the material under test to be differentiated from seemingly similar materials. For each of the selected properties,
a description, clarification, relevance, measurand and example measurement methods are provided.
This Technical Report will be of value to parties (e.g. toxicologists, ecotoxicologists, regulators, health and safety
professionals) interested in assessing and interpreting the potential toxicological effect of manufactured NOAAs.
2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO/TS 27687, ISO/TS 80004-1,
ISO/TS 80004-3, ISO/IEC Guide 99 and the following apply.
2.1
aggregate
particle comprising strongly bonded or fused particles where the resulting external surface area may be
significantly smaller than the sum of calculated surface areas of the individual components
NOTE 1 The forces holding an aggregate together are strong forces, for example covalent bonds, or those resulting
from sintering or complex physical entanglement.
NOTE 2 Aggregates are also termed “secondary particles” and the original source particles are termed “primary particles”.
[ISO/TS 27687:2008, definition 3.3]
2.2
agglomerate
collection of weakly bound particles or aggregates or mixtures of the two where the resulting external surface
area is similar to the sum of the surface areas of the individual components
NOTE 1 The forces holding an agglomerate together are weak forces, for example van der Waals forces, or simple
physical entanglement.
NOTE 2 Agglomerates are also termed “secondary particles” and the original source particles are termed “primary particles”.
[ISO/TS 27687:2008, definition 3.2]
2.3
carbon nanotube
CNT
nanotube composed of carbon
NOTE Carbon nanotubes usually consist of curved graphene layers, including single-wall carbon nanotubes and
multiwall carbon nanotubes.
[ISO/TS 80004-3:2010, definition 4.3]
© ISO 2012 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(E)
2.4
colloid
heterogeneous substance consisting of a liquid (dispersion medium) in which nanoscale (1 nm to 100 nm)
particles are uniformly retained in suspension by their electrical charge, and which exhibits Brownian movements
and is subject to cataphoresis
NOTE 1 Colloidal means having the properties of a colloid.
NOTE 2 Adapted from ISO 1942-2.
2.5
composition
property of the nanomaterial given by the identity and content of each specific component
NOTE Adapted from ISO 6141.
2.6
crystallinity
presence of three-dimensional order at the level of molecular dimensions
[ISO 472]
2.7
combined standard measurement uncertainty
combined standard uncertainty (deprecated)
standard measurement uncertainty that is obtained using the individual standard measurement uncertainties
associated with the input quantities in a measurement model
NOTE In case of correlations of input quantities in a measurement model, covariances must also be taken into
account when calculating the combined standard measurement uncertainty; see also ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.4.
[ISO/IEC Guide 99:2007, definition 2.31]
2.8
dispensability
level of dispersion when it has become constant under the defined conditions
NOTE 1 Dispersion is defined as a suspension of discrete particles.
NOTE 2 Adapted from ISO 8780-1 and ISO 1213-1.
2.9
expanded measurement uncertainty
expanded uncertainty (deprecated)
product of a combined standard measurement uncertainty and a factor larger than the number one
NOTE 1 The factor depends upon the type of probability distribution of the output quantity in a measurement model and
on the selected coverage probability.
NOTE 2 The term “factor” in this definition refers to a coverage factor. A coverage factor is a number by which a
standard measurement uncertainty of a measurement result is multiplied to obtain an expanded measurement uncertainty.
NOTE 3 Adapted from ISO/IEC Guide 99.
2.10
fullerene
molecule composed solely of an even number of carbon atoms, which form a closed cage-like fused-ring
polycyclic system with 12 five-membered rings and the rest six-membered rings
NOTE 1 Adapted from the definition in the IUPAC Compendium of Chemical Terminology.
NOTE 2 A well-known example is C60, which has a spherical shape with an external dimension of about 1 nm.
[ISO/TS 80004-3, definition 3.1]
2 © ISO 2012 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(E)
2.11
measurement model
mathematical relation among all quantities known to be involved in a measurement
NOTE 1 A general form of a measurement model is the equation h (Y, X , …, X ) = 0, where Y, the output quantity in the
1 n
measurement model, is the measurand, the quantity value of which is to be inferred from information about input quantities
in the measurement model X , …, X .
1 n
NOTE 2 Adapted from ISO/IEC Guide 99.
2.12
metrological traceability
property of a measurement result whereby the result can be related to a reference through a documented
unbroken chain of calibrations, each contributing to the measurement uncertainty
NOTE 1 For this definition, a ‘reference’ can be a definition of a measurement unit through its practical realization, or a
measurement procedure including the measurement unit for a non-ordinal quantity, or a measurement standard.
NOTE 2 Metrological traceability requires an established calibration hierarchy.
NOTE 3 Adapted from ISO/IEC Guide 99.
2.13
measurand
quantity intended to be measured
NOTE 1 The specification of a measurand requires knowledge of the kind of quantity, description of the state of the
phenomenon, body, or substance carrying the quantity, including any relevant component, and the chemical entities involved.
NOTE 2 In the second edition of the VIM and in IEC 60050-300:2001, the measurand is defined as the ‘quantity subject
to measurement’.
NOTE 3 The measurement, including the measuring system and the conditions under which the measurement is
carried out, might change the phenomenon, body, or substance such that the quantity being measured may differ from the
measurand as defined. In this case, adequate correction is necessary.
NOTE 4 In chemistry, “analyte”, or the name of a material or compound, is a term sometimes used for measurand. This
usage is erroneous because these terms do not refer to quantities.
NOTE 5 For further information, see Reference [8].
NOTE 6 Adapted from ISO/IEC Guide 99.
2.14
nanofibre
nano-object with two similar external dimensions in the nanoscale and the third dimension significantly larger
NOTE 1 A nanofibre can be flexible or rigid.
NOTE 2 The two similar external dimensions are considered to differ in size by less than three times and the significantly
larger external dimension is considered to differ from the other two by more than three times.
NOTE 3 The largest external dimension is not necessarily in the nanoscale.
[ISO/TS 27687:2008, definition 4.3]
2.15
nanomanufacturing
intentional synthesis, generation or control of nanomaterials, or fabrication steps in the nanoscale, for
commercial purposes
[ISO/TS 80004-1:2010, definition 2.11]
© ISO 2012 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(E)
2.16
nanomaterial
material with any external dimension in the nanoscale or having internal structure or surface structure in the nanoscale
NOTE 1 This generic term is inclusive of nano-object and nanostructured material.
NOTE 2 Adapted from ISO/TS 80004-1.
2.17
nano-object
material with one, two or three external dimensions in the nanoscale
NOTE Generic term for all discrete nanoscale objects.
[ISO/TS 80004-1:2010, definition 2.5]
2.18
nanoparticle
nano-object with all three external dimensions at the nanoscale
NOTE If the lengths of the longest to the shortest axes of the nano-object differ significantly (typically by more than
three times), the terms “nanofibre” or “nanoplate” are intended to be used instead of the term “nanoparticle”.
[ISO/TS 27687:2008, definition 4.1]
2.19
nanoplate
nano-object with one external dimension in the nanoscale and the two other external dimensions significantly larger
NOTE 1 The smallest external dimension is the thickness of the nanoplate.
NOTE 2 The two significantly larger dimensions are considered to differ from the nanoscale dimension by more
than three times.
NOTE 3 The larger external dimensions are not necessarily in the nanoscale.
[ISO/TS 80004-3:2010, definition 2.4]
2.20
nanoscale
size range from approximately 1 nm to 100 nm
NOTE 1 Properties that are not extrapolations from a larger size will typically, but not exclusively, be exhibited in this
size range. For such properties the size limits are considered approximate.
NOTE 2 The lower limit in this definition (approximately 1 nm) is introduced to avoid single and small groups of atoms from
being designated as nano-objects or elements of nanostructures, which might be implied by the absence of a lower limit.
[ISO/TS 80004-1:2010, definition 2.1]
2.21
nanostructured material
material having internal nanostructure or surface nanostructure
NOTE This definition does not exclude the possibility for a nano-object to have internal structure or surface structure.
If external dimension(s) are in the nanoscale, the term “nano-object” is recommended.
[ISO/TS 80004-1:2010, definition 2.7]
4 © ISO 2012 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(E)
2.22
nanotechnology
application of scientific knowledge to manipulate and control matter in the nanoscale to make use of size-
and structure-dependent properties and phenomena distinct from those associated with individual atoms or
molecules or with bulk materials
NOTE Manipulate and control include material synthesis.
[ISO/TS 80004-1:2010, definition 2.3]
2.23
nanotube
hollow nanofibre
[ISO/TS 27687:2008, definition 4.4]
2.24
particle size
size of a sphere having the same physical properties in the method of analysis as the particle being described
NOTE 1 See also equivalent particle diameter.
NOTE 2 There is no single definition of particle size. Different methods of analysis are based on the measurement of
different physical properties. The physical property to which the equivalent diameter refers is indicated using a suitable
subscript or reference to the documentary measurement standard according to which the particle size was measured. In
ISO 9276 the symbol x is used to denote the particle size or the diameter of a sphere. However, it is recognized there that
the symbol d is also widely used to designate these values. Therefore the symbol x may be replaced by d where it appears.
[ISO 21501-1:2009, definition 2.3]
2.25
particle size distribution
cumulative distribution of particle concentration as a function of particle size
[ISO 14644-6:2007, definition 2.107]
2.26
shape
particle shape
external geometric form of a particle
NOTE Adapted from ISO 3252.
2.27
solubility
maximum mass of a nanomaterial that is soluble in a given volume of a particular solvent under specified conditions
NOTE 1 Solubility is expressed in grams per litre of solvent.
NOTE 2 Adapted from ISO 7579.
2.28
surface area
area of external surface plus the internal surface of its accessible macro- and mesopore
NOTE Includes mass-specific surface area or volume-specific surface area.
2.29
surface charge
electrical charge on a surface
2.30
surface chemistry
chemical nature of a surface
© ISO 2012 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(E)
2.31
validation
verification, where the specified requirements are adequate for an intended use
NOTE Adapted from ISO/IEC Guide 99.
2.32
verification
provision of objective evidence that a given item fulfils specified requirements
NOTE 1 When applicable, measurement uncertainty should be taken into consideration.
NOTE 2 The item might be, e.g. a process, measurement procedure, material, compound, or measuring system.
NOTE 3 Adapted from ISO/IEC Guide 99.
3 Symbols and abbreviated terms
ADME absorption, distribution, metabolism, and excretion
AFM atomic force microscopy
BIPM Bureau International des Poids et Mesures
CNT carbon nanotube
EHS environment, health and safety
GMP Good Manufacturing Practices
GUM Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement
OECD Organization for Economic Cooperation and Development
NOAA nano-objects, and their aggregates and agglomerates greater than 100 nm
SEM scanning electron microscopy
SPM scanning probe microscopy
TEM transmission electron microscopy
UV ultraviolet
4 Importance of physico-chemical properties to toxicological assessment
4.1 The purpose of toxicological experimentation
When the introduction of new materials into commerce is preceded by risk assessment, depending on the
nature of the material(s) under consideration, it will require toxicology and ecotoxicology data acquired for the
purpose of assessing the potential effects on humans and the environment.
The purpose of toxicological experimentation is to assess the potential effects to humans and the environment
resulting from exposure to a chemical substance, including nano-objects, and their aggregates and agglomerates.
The toxicological risk of a substance is its capacity to cause harm to a living organism and is generally resulting
from the hazardous properties of the substance combined with the exposure to it. Properly designed experimental
studies in toxicology are helpful in reducing the uncertainty associated with the test result. The intention for all
toxicological experiments is to obtain reliable information that includes data related to:
— dose-response;
— any differences in responses associated with distinct inherent properties of the substance;
6 © ISO 2012 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(E)
— any differences in responses associated with different exposure routes;
— the types and severity of adverse effects;
— the mode and mechanism of action (including upstream biochemistry);
— any period(s) of time when the organism is particularly sensitive to exposure (e.g. foetal development);
— carcinogenicity, mutagenicity and teratogenicity;
— time course of response; and
— use of control samples.
4.2 General methods of toxicological testing and risk assessment
4.2.1 General
Scientists have developed and adopted procedures for assessing possible risk(s) of harmful effects of materials,
and conversely the degree of safety, by conducting a toxicological risk assessment. Scientists in government,
industry, and academia can make these assessments for human health as well as for the environment. As
described in the National Research Council [United States] publication (1983), Risk Assessment in the Federal
Government: Managing the Process, the risk assessment process comprises four steps. These are: (1) hazard
identification; (2) dose-response / concentration-effect assessment; (3) exposure assessment; and (4) risk
[13]
characterization . Toxicological testing provides fundamental data for hazard identification, dose-response
assessment, and exposure assessment. Risk assessment data are used to derive other information such as
occupational, general public, or consumer exposure limits, recommendations for personal protective equipment,
and hazard communication documents.
4.2.2 Hazard identification
Hazard identification is the first step in the risk assessment process and is the process of determining whether
a chemical substance can cause toxic effect(s). The types of scientific information that are often used in this
step include: in vivo studies, in vitro studies, epidemiologic data, and human clinical data. Well-conducted
experimental studies assume the use of the scientific method, for example, the design of experiments that test
the toxicity of a material must be such that experiments are repeatable and reproducible. To assist in attaining
this goal, the use of standardized toxicological testing protocols is recommended.
Recently, in line with current ethical and scientific thinking, there is a global trend toward replacing, where
possible, traditional in vivo studies (involving laboratory animals) with improved in vitro (exposing the tested
material to simple organisms such as bacteria, tissue cultures, or live tissue slices) and in silico (computer
simulation) methods. Such studies limit the use of animals, and mechanistic information (e.g. biochemical chain
of events) can be obtained. An example of an in vitro study is the examination of the mechanism by which
chemical substances bind to cell membrane receptors (e.g. in a lock and key manner) and how that event
activates second messengers to interact with cellular components. Furthermore, in vitro study results could
also be relevant to in vivo study design.
A material’s inherent ability to cause an effect (desirable and undesirable) is related to the chemical and
physical properties of the material in question, including its impurities. Obtaining physico-chemical information
for NOAAs is a fundamental component of a well-executed toxicological experiment using the scientific
method. With accurate physico-chemical information, scientists are able to clearly characterize and describe
the NOAAs being tested so that they can identify the same material and test it in the same manner to obtain
reproducible toxicological results.
4.2.3 Dose-response assessment
Dose-response assessment is the second step in the risk assessment process and examines the relationship
between the magnitude of exposure and the response of the test system (such as an adverse effect). This step
of the process characterizes the relationship between the dose of material administered or received and the
incidence of an adverse health effect in exposed populations (environments). The assessment considers the
© ISO 2012 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(E)
strength, age, sex, sensitivity or susceptibility, size, uniqueness, diversity and other modifying factors related
to the exposed populations (environments), as well as the amount, duration, frequency, and route of exposure.
For environmental assessments, fate and behaviour is taken into account. Human health toxicological testing
for dose-response assessment includes the decision to test a material for acute, chronic or subchronic effects.
Short-term, acute responses are tested in general by higher doses and short durations (e.g. hours or days) of
exposure. Some adverse effects are thought to be related to the length of exposure. For example, some chronic
diseases are generally thought to be caused by repeated exposures over extended periods of time. A c
...
RAPPORT ISO/TR
TECHNIQUE 13014
Première édition
2012-05-15
Nanotechnologies — Directives relatives
à la caractérisation physico-chimique des
nano-objets manufacturés soumis aux
essais toxicologiques
Nanotechnologies — Guidance on physico-chemical characterization of
engineered nanoscale materials for toxicologic assessment
Numéro de référence
ISO/TR 13014:2012(F)
©
ISO 2012
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2012
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit
de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Termes et définitions . 1
3 Symboles et termes abrégés . 6
4 Importance des propriétés physico-chimiques dans l’évaluation toxicologique . 7
4.1 L’objectif de l’expérimentation toxicologique . 7
4.2 Méthodes générales d’essais toxicologiques et d’évaluation des risques . 7
4.3 Propriétés physico-chimiques des nano-objets . 9
4.4 Pureté et impureté des nano-objets étudiés . 9
4.5 Quand entreprendre une caractérisation physico-chimique .10
4.6 Problèmes potentiels liés à l’évaluation des matériaux . 11
5 Paramètres de caractérisation physico-chimique de nano-objets manufacturés avant
évaluation toxicologique . 11
5.1 Généralités . 11
5.2 Taille des particules et distribution granulométrique .12
5.3 État d’agrégation/agglomération dans le milieu considéré .13
5.4 Forme .14
5.5 Aire de surface/aire de surface massique/aire de surface volumique .15
5.6 Composition .16
5.7 Composition chimique de surface .17
5.8 Charge superficielle .17
5.9 Solubilité/dispersibilité .18
6 Expression des résultats et incertitudes de mesure .20
6.1 Généralités .20
6.2 Incertitude de quantification .20
6.3 Application de l’incertitude aux nano-objets .21
6.4 Importance de la validation .22
7 Rapport .22
Annexe A (informative) Diagramme illustrant l’utilisation de la caractérisation physico-chimique dans
les essais toxicologiques .24
Annexe B (informative) Exemples de méthodes et normes de mesurage .25
Bibliographie .30
© ISO 2012 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
Exceptionnellement, lorsqu’un comité technique a réuni des données de nature différente de celles qui sont
normalement publiées comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l’état
de la technique par exemple), il peut décider, à la majorité simple de ses membres, de publier un Rapport
technique. Les Rapports techniques sont de nature purement informative et ne doivent pas nécessairement
être révisés avant que les données fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de droits
de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO/TR 13014 a été élaboré par le comité technique ISO/TC 229, Nanotechnologies.
iv © ISO 2012 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(F)
Introduction
Les dernières années ont vu une forte augmentation de l’emploi des nanomatériaux dans les produits de
consommation et autres. Cette augmentation s’est accompagnée d’inquiétudes croissantes sur les possibles
conséquences sanitaires et environnementales d’une exposition aux nanomatériaux – en particulier aux nano-
objets et à leurs agglomérats et agrégats (NOAA). Bien qu’il existe plus d’une étude toxicologique sur les
NOAA, un grand nombre d’entre elles ne fournit aucune caractérisation physico-chimique de l’objet d’étude.
Ce qui ne permet pas d’évaluer et comparer les résultats obtenus. Étant donnée la diversité de compositions
apparemment similaires selon laquelle les NOAA peuvent être produits, une caractérisation physico-chimique
précise est essentielle à la bonne identification des matériaux d’essai et au développement de la compréhension
de l’impact toxicologique des nanomatériaux.
Le présent Rapport technique donne des lignes directrices pour la caractérisation physico-chimique des
nano-objets manufacturés (volontairement produits dans un but commercial) préalable à une évaluation
toxicologique – pour l’homme et pour l’environnement. L’objet du présent Rapport technique est d’aider les
scientifiques et experts de la santé spécialistes d’autres disciplines à comprendre, planifier, identifier et réaliser
la caractérisation physico-chimique de ces matériaux avant de les soumettre à des essais toxicologiques. Il
convient que ces activités soient considérées comme un prérequis à toute évaluation biologique et qu’elles se
[1]
conforment aux autres documents ISO. Par exemple, l’ISO 10993-18 traite précisément de la caractérisation
[2]
chimique des matériaux utilisés dans les dispositifs médicaux, et l’ISO 14971 rappelle qu’une analyse de
risque toxicologique tient compte de la nature chimique des matériaux.
La caractérisation est censée apporter des informations précieuses sur l’influence des propriétés
physico-chimiques sur les réponses observées lors des essais toxicologiques. Le présent Rapport technique
fournit les informations suivantes, importantes pour la caractérisation physico-chimique des nano-objets
manufacturés soumis à évaluation toxicologique:
— la manière dont la caractérisation physico-chimique s’insère dans le cadre d’essais toxicologiques de NOAA;
— les caractéristiques physico-chimiques estimées essentielles à connaître avant des essais toxicologiques;
— ce qu’il convient de mesurer pour déterminer les caractéristiques physico-chimiques.
© ISO 2012 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 13014:2012(F)
Nanotechnologies — Directives relatives à la caractérisation
physico-chimique des nano-objets manufacturés soumis aux
essais toxicologiques
1 Domaine d’application
Le présent Rapport technique fournit des lignes directrices pour la caractérisation physico-chimique des nano-
objets manufacturés et de leurs agrégats et agglomérats de plus de 100 nm (NOAA) soumis à des essais
toxicologiques, afin de faciliter l’évaluation et l’interprétation des conséquences toxicologiques des nano-objets
manufacturés et afin de pouvoir différencier le matériau étudié d’autres matériaux similaires. Pour chacune
des propriétés retenues, une description, une clarification, une pertinence, un mesurande et des exemples de
méthode de mesurage sont indiqués.
Le présent Rapport technique sera utile à toute personne (toxicologue, écotoxicologue, législateur, professionnel
de santé et sécurité) intéressée par l’évaluation et l’interprétation de l’effet toxicologique potentiel des NOAA
manufacturés.
2 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO/TS 27687, l’ISO/TS 80004-1,
l’ISO/TS 80004-3, le Guide ISO/CEI 99 ainsi que les suivants s’appliquent.
2.1
agrégat
ensemble de particules comprenant des particules fortement liées ou fusionnées dont l’aire de la surface
externe résultante peut être significativement plus petite que la somme des aires de surface calculées de
chacun des composants
NOTE 1 Les forces assurant la cohésion d’un agrégat sont des forces intenses, par exemple liaisons covalentes ou
forces résultant d’un frittage ou d’un enchevêtrement physique complexe.
NOTE 2 Les agrégats sont aussi appelés particules secondaires et les particules de base sont appelées particules primaires.
[ISO/TS 27687:2008, définition 3.3]
2.2
agglomérat
ensemble de particules faiblement liées, d’agrégats ou mélange des deux dont l’aire de la surface externe
résultante est similaire à la somme des aires de surface de chacun des composants
NOTE 1 Les forces assurant la cohésion d’un agglomérat sont des forces faibles, par exemple forces de Van der Waals
ou un simple enchevêtrement physique.
NOTE 2 Les agglomérats sont également appelés particules secondaires et les particules sources initiales sont
appelées particules primaires.
[ISO/TS 27687:2008, définition 3.2]
2.3
nanotube de carbone
NTC
nanotube composé de carbone
NOTE Les nanotubes de carbone – qu’ils soient monofeuillet ou multifeuillet – se composent généralement de
feuillets de graphène enroulés
© ISO 2012 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(F)
[ISO/TS 80004-3:2010, définition 4.3]
2.4
colloïde
substance hétérogène composée d’un liquide (milieu de dispersion) dans lequel des particules nanométriques
(de 1 nm à 100 nm) se répartissent uniformément en suspension de par leur charge électrique et qui, présentant
des mouvements Browniens, sont sujettes à cataphorèse
NOTE 1 «Colloïdal» signifie «qui a les propriétés d’un colloïde».
NOTE 2 Adapté de l’ISO 1942-2.
2.5
composition
propriété du nanomatériau donnée par l’identité et la teneur de chacun de ses composants particuliers
NOTE Adapté de l’ISO 6141.
2.6
structure cristalline
structure caractérisée par une organisation tridimensionnelle des molécules
[ISO 472]
2.7
incertitude-type composée
incertitude-type obtenue en utilisant les incertitudes-types individuelles associées aux grandeurs d’entrée
dans un modèle de mesure
NOTE Lorsqu’il existe des corrélations entre les grandeurs d’entrée dans un modèle de mesure, il faut aussi prendre
en compte des covariances dans le calcul de l’incertitude-type composée; voir aussi le Guide ISO/CEI 98-3:2008, 2.3.4.
[Guide ISO/CEI 99:2007, définition 2.31]
2.8
dispersibilité
niveau de dispersion lorsque celle-ci a atteint un état stationnaire dans les conditions définies
NOTE 1 La dispersion est définie comme une suspension de particules distinctes.
NOTE 2 Adapté de l’ISO 8780-1 et de l’ISO 1213-1.
2.9
incertitude élargie
produit d’une incertitude-type composée et d’un facteur supérieur au nombre un
NOTE 1 Le facteur dépend du type de la loi de probabilité de la grandeur de sortie dans un modèle de mesure et de la
probabilité de couverture choisie.
NOTE 2 Le facteur qui intervient dans la définition est un facteur d’élargissement. Un facteur d’élargissement est un
chiffre par lequel est multipliée l’incertitude-type d’un résultat de mesurage pour obtenir une incertitude élargie.
NOTE 3 Adapté du Guide ISO/CEI 99.
2.10
fullerène
molécule composée d’un nombre pair d’atomes de carbone qui forment un système polycyclique de cycles
fusionnés en forme de cage avec 12 cycles pentagonaux et le reste étant des anneaux hexagonaux
NOTE 1 Définition adaptée de celle du compendium de terminologie chimique de l’Union internationale de chimie pure
et appliquée.
NOTE 2 L’exemple classique est le C , qui a une forme sphérique mesurant environ 1 nm.
60
2 © ISO 2012 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(F)
[ISO/TS 80004-3:2010, définition 3.1]
2.11
modèle de mesure
relation mathématique entre toutes les grandeurs qui interviennent dans un mesurage
NOTE 1 Une forme générale d’un modèle de mesure est l’équation h (Y, X , …, X ) = 0; où Y, la grandeur de sortie dans
1 n
le modèle de mesure, est le mesurande, dont la valeur doit être déduite de l’information sur les grandeurs d’entrée dans le
modèle de mesure X , …, X .
1 n
NOTE 2 Adapté du Guide ISO/CEI 99.
2.12
traçabilité métrologique
propriété d’un résultat de mesure selon laquelle ce résultat peut être relié à une référence par l’intermédiaire
d’une chaîne ininterrompue et documentée d’étalonnages dont chacun contribue à l’incertitude de mesure
NOTE 1 La référence mentionnée dans la définition peut être une définition d’une unité de mesure sous la forme de
sa réalisation pratique, une procédure de mesure, qui indique l’unité de mesure dans le cas d’une grandeur autre qu’une
grandeur ordinale, ou un étalon.
NOTE 2 La traçabilité métrologique nécessite l’existence d’une hiérarchie d’étalonnage.
NOTE 3 Adapté du Guide ISO/CEI 99.
2.13
mesurande
grandeur que l’on veut mesurer
NOTE 1 La spécification d’un mesurande nécessite la connaissance de la nature de grandeur et la description de l’état
du phénomène, du corps ou de la substance dont la grandeur est une propriété, incluant tout constituant pertinent, et les
entités chimiques en jeu.
NOTE 2 Dans la deuxième édition du VIM et dans la CEI 60050-300:2001, le mesurande est défini comme la «grandeur
soumise à mesurage».
NOTE 3 Il se peut que le mesurage, incluant le système de mesure et les conditions sous lesquelles le mesurage est
effectué, modifie le phénomène, le corps ou la substance de sorte que la grandeur mesurée peut différer du mesurande.
Dans ce cas, une correction appropriée est nécessaire.
NOTE 4 En chimie, l’expression «substance à analyser», ou le nom d’une substance ou d’un composé, sont quelquefois
utilisés à la place de «mesurande». Cet usage est erroné puisque ces termes ne désignent pas des grandeurs.
NOTE 5 Pour plus de renseignements, voir la Référence [8].
NOTE 6 Adapté du Guide ISO/CEI 99.
2.14
nanofibre
nano-objet dont deux dimensions externes similaires sont à l’échelle nanométrique et dont la troisième
dimension est significativement plus grande
NOTE 1 Une nanofibre peut être flexible ou rigide.
NOTE 2 On considère que les deux dimensions externes similaires ont une différence de taille plus petite qu’un facteur trois
et on considère que la dimension externe significativement plus grande diffère des deux autres d’un facteur supérieur à trois.
NOTE 3 La dimension externe la plus grande n’est pas nécessairement à l’échelle nanométrique.
[ISO/TS 27687:2008, définition 4.3]
© ISO 2012 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(F)
2.15
nanofabrication
synthèse, génération ou contrôle volontaires de nanomatériaux ou phases de fabrication à l’échelle
nanométrique, à des fins commerciales
[ISO/TS 80004-1:2010, définition 2.11]
2.16
nanomatériau
matériau possédant une dimension externe ou une structure interne ou de surface à l’échelle nanométrique
NOTE 1 Ce terme générique englobe les nano-objets et les matériaux à structure nanométrique.
NOTE 2 Adapté de l’ISO/TS 80004-1.
2.17
nano-objet
matériau possédant une, deux ou trois dimensions externes à l’échelle nanométrique
NOTE Terme générique pour tous les objets distincts à l’échelle nanométrique.
[ISO/TS 80004-1:2010, définition 2.5]
2.18
nanoparticule
nano-objet dont les trois dimensions externes sont à l’échelle nanométrique
NOTE Si les valeurs de la plus longue dimension et de la plus courte dimension du nano-objet diffèrent de façon
significative (généralement d’un facteur plus grand que trois), on utilise les termes nanofibre ou nanofeuillet à la place du
terme nanoparticule.
[ISO/TS 27687:2008, définition 4.1]
2.19
nanofeuillet
nano-objet dont une dimension externe est à l’échelle nanométrique et dont les deux autres sont
significativement plus grandes
NOTE 1 La dimension externe la plus petite constitue l’épaisseur du nanofeuillet.
NOTE 2 On considère que les deux dimensions externes significativement plus grandes diffèrent de la première d’un
facteur supérieur à trois.
NOTE 3 Les dimensions externes les plus grandes ne sont pas nécessairement à l’échelle nanométrique.
[ISO/TS 80004-3:2010, définition 2.4]
2.20
échelle nanométrique
plage de dimensions s’étendant approximativement de 1 nm à 100 nm
NOTE 1 Les propriétés qui ne sont pas des extrapolations depuis une dimension supérieure se situent généralement,
mais pas exclusivement, dans cette plage de grandeurs. Pour ce type de propriétés, les limites de taille sont considérées
approximatives.
NOTE 2 La limite inférieure de la présente définition (environ 1 nm) est introduite afin d’éviter de désigner comme des
nano-objets ou éléments à structure nanométrique des atomes seuls ou en petit groupe.
[ISO/TS 80004-1:2010, définition 2.1]
4 © ISO 2012 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(F)
2.21
matériau nanostructuré
matériau ayant une structure interne ou de surface à l’échelle nanométrique
NOTE Cette définition n’exclut pas la possibilité pour un nano-objet d’avoir une structure interne ou une structure de
surface. Si une dimension externe au moins est à l’échelle nanométrique, le terme nano-objet est recommandé.
[ISO/TS 80004-1:2010, définition 2.7]
2.22
nanotechnologie
application de savoir scientifique à la manipulation et au contrôle de la matière à l’échelle nanométrique afin
de tirer avantage de propriétés et phénomènes liés à la taille et à la structure distincts de ceux associés aux
atomes ou molécules individualisés ou aux matériaux massiques
NOTE La manipulation et le contrôle comprennent la synthèse du matériau.
[ISO/TS 80004-1:2010, définition 2.3]
2.23
nanotube
nanofibre creuse
[ISO/TS 80004-3, définition 2.6]
2.24
taille des particules
taille d’une sphère ayant les mêmes propriétés physiques dans la méthode d’analyse que la particule décrite
NOTE 1 Voir aussi le diamètre de particule équivalent.
NOTE 2 Il n’existe pas de définition unique de la taille des particules. Des méthodes d’analyse différentes reposent
sur le mesurage de propriétés physiques différentes. La propriété physique à laquelle correspond le diamètre équivalent
doit être indiquée via un indice ou un renvoi à la norme de mesurage selon laquelle la taille de particule a été mesurée.
L’ISO 9276 fait usage du symbole x pour désigner la taille des particules ou le diamètre d’une sphère. Il y est toutefois
reconnu que le symbole d est également largement répandu pour désigner ces valeurs. Par conséquent, le symbole x peut
être remplacé par d partout où il apparaît.
[ISO 21501-1:2009, définition 2.3]
2.25
distribution granulométrique
distribution cumulative de la concentration en particules en fonction de leur taille.
[ISO 14666-6:2007, définition 2.107]
2.26
forme
forme de particule
forme géométrique externe d’une particule
NOTE Adapté de l’ISO 3252.
2.27
solubilité
masse maximale d’un nanomatériau qui soit soluble dans un volume donné d’un solvant particulier dans des
conditions précises
NOTE 1 La solubilité est exprimée en grammes par litre de solvant.
NOTE 2 Adapté de l’ISO 7579.
© ISO 2012 – Tous droits réservés 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(F)
2.28
aire de surface
superficie de la surface extérieure plus des surfaces internes de ses macrospores et mésospores accessibles
NOTE Désigne aussi l’aire de surface massique ou l’aire de surface volumique.
2.29
charge superficielle
charge électrique sur une surface
2.30
composition chimique de surface
nature chimique d’une surface
2.31
validation
vérification où les exigences spécifiées sont adéquates pour un usage déterminé
NOTE Adapté du Guide ISO/CEI 99.
2.32
vérification
fourniture de preuves tangibles qu’une entité donnée satisfait à des exigences spécifiées
NOTE 1 S’il y a lieu, il convient de prendre en compte l’incertitude de mesure.
NOTE 2 L’entité peut être, par exemple, un processus, une procédure de mesure, un matériau, un composé ou un
système de mesure.
NOTE 3 Adapté du Guide ISO/CEI 99.
3 Symboles et termes abrégés
ADME Absorption, distribution, métabolisme et excrétion
AFM Microscopie à force atomique
BIPM Bureau international des poids et mesures
NTC Nanotube de carbone
HSE Hygiène, santé et environnement
BPF Bonnes pratiques de fabrication
GIM Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure
OCDE Organisation de coopération et de développement économiques
NOAA Nano-objets et leurs agrégats et agglomérats de plus de 100 nm
MEB Microscopie électronique à balayage
MCP Microscopie en champ proche
MET Microscopie électronique à transmission
UV Ultraviolet
6 © ISO 2012 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(F)
4 Importance des propriétés physico-chimiques dans l’évaluation toxicologique
4.1 L’objectif de l’expérimentation toxicologique
Lorsque l’introduction de nouveaux matériaux sur le marché est précédée d’une évaluation des risques, en
fonction de la nature des matériaux considérés, l’évaluation des éventuelles conséquences sur l’homme et
l’environnement réclame des données toxicologies et écotoxicologiques.
L’objectif d’une expérimentation toxicologique est d’évaluer les effets potentiels pour l’homme et l’environnement
d’une exposition à une substance chimique – nano-objets et leurs agrégats et agglomérats compris. Le risque
toxicologique d’une substance est sa capacité à nuire à un organisme vivant et est généralement le fruit
de la combinaison entre les propriétés dangereuses de la substance et l’exposition à celle-ci. Des études
expérimentales toxicologiques bien conçues permettent de réduire l’incertitude liée aux résultats des essais.
Le but de toute expérimentation toxicologique est d’obtenir des informations fiables sur:
— la réponse en fonction de la dose;
— toute différence de réponse associée à une propriété distincte inhérente à la substance;
— toute différence de réponse associée à des modes d’exposition différents;
— les types et sévérités des effets nocifs;
— le mode et le mécanisme d’action (y compris la biochimie amont);
— toute période où l’organisme est particulièrement sensible à l’exposition (par exemple le développement fœtal);
— la cancérogénicité, la mutagénicité et la tératogénicité;
— la chronologie de la réponse;
— l’utilisation d’échantillons témoins.
4.2 Méthodes générales d’essais toxicologiques et d’évaluation des risques
4.2.1 Généralités
Les scientifiques ont élaboré et adopté des procédures d’évaluation des dangers ou effets nocifs possibles des
matériaux – et inversement leur degré de sécurité – fondées sur l’évaluation des risques toxicologiques. Les
scientifiques des secteurs public, privé et universitaire peuvent réaliser ces évaluations pour la santé humaine
ainsi que pour l’environnement. Comme le décrit la publication Risk Assessment in the Federal Government:
Managing the Process (1983) du National Research Council [États-Unis d’Amérique], le processus d’évaluation
des risques se compose de quatre étapes: (1) identification des phénomènes dangereux; (2) évaluation
de la réponse en fonction de la dose et de l’influence de la concentration; (3) évaluation de l’exposition; et
[13]
(4) caractérisation du risque . Les essais toxicologiques apportent des données fondamentales pour
l’identification des dangers, l’évaluation de la relation dose-réponse et l’évaluation de l’exposition. Les
données d’évaluation des risques servent à déduire d’autres informations telles que les limites d’exposition
professionnelle, du public en général ou du consommateur, les recommandations d’équipement de protection
individuelle et les documents de communication des dangers.
4.2.2 Identification des dangers
L’identification des dangers est la première étape du processus d’évaluation des risques et consiste à déterminer
si une substance chimique peut avoir des effets toxiques. Cette phase réclame souvent les informations
scientifiques suivantes: études in vivo, études in vitro, données épidémiologiques et données cliniques chez
l’homme. Une étude expérimentale bien menée se fonde sur une méthode scientifique. Par exemple, de par
leur conception, les essais de toxicité d’un matériau doivent être répétables et reproductibles. Pour ce faire, il
est recommandé de s’appuyer sur des protocoles d’essais toxicologiques normalisés.
© ISO 2012 – Tous droits réservés 7
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/TR 13014:2012(F)
Depuis peu, pour des raisons éthiques et scientifiques, on constate une tendance générale à remplacer,
chaque fois que possible, les études classiques in vivo (impliquant des animaux de laboratoire vivants) par des
méthodes in vitro améliorées (impliquant des organismes simples tels que des bactéries, cultures de tissu ou
tissus vivants) et in silico (simulation informatique). De telles études limitent le recours aux animaux et permettent
d’obtenir des informations mécanistiques (par exemple un enchaînement de réactions biochimiques). Comme
exemple d’étude in vitro, on retrouve l’examen du mécanisme par lequel une substance chimique se lie aux
récepteurs membranaires d’une cellule (par exemple de façon clé-verrou) et de la manière dont cet événement
active ensuite des messagers interagissant avec des composants cellulaires. En outre, les résultats d’étude in
vitro peuvent également être utiles à la conception d’études in vivo.
La capacité inhérente à un matériau d’induire un effet (désirable ou indésirable) dépend de ses propriétés
chimiques et physiques, ainsi que de ses impuretés. La possession d’informations physico-chimiques sur les
NOAA est essentielle à une bonne expérimentation toxicologi
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.