LC/MS/MS-System
Final Report Abstract
Das angeschaffte LC/MS/MS-System mit einem hochauflösenden ESI-Massenspektrometer und einem doppelt fokussierenden magnetischen Sektorfeld-ICP-Massenspektrometer ist – neben zahlreichen anderen Forschungsprojekten der Antragsteller – insbesondere bei folgenden Arbeiten eingesetzt worden: So wurde mittels Speziations- und Isotopenverdünnungsanalyse das Verhalten und die möglichen Abbauwege Gd-basierter MRT-Kontrastmittel im Reinigungszyklus von Kläranlagen untersucht. Dabei konnte unter anderem gefunden werden, dass nur 10% der Gd-Fracht während der Abwasserbehandlung entfernt werden. Bedingt durch die weit verbreitete Gabe in hohen Mengen, sind Gd-haltige Kontrastmittel inzwischen auch in zahlreichen Oberflächenwässern zu finden (Gd-Anomalie). Mit Hilfe des angeschafften Systems konnte eine Methode zur Bestimmung der Gd-Spezies in Wässern entwickelt werden, die auf der Kopplung der hydrophilen Interaktionsflüssigchromatographie (HILIC) mit der Sektorfeld-ICP-MS beruht. Hierbei konnten Konzentrationen der verschiedenen Gd-Spezies, z. B. Gd-DOTA und Gd-BT-DO3A, im unteren nanomolaren Bereich gefunden werden. Mittels Elektrochemie(EC)/ESI-MS und ICP-MS konnte der oxidative Metabolismus der fünf am häufigsten verwendeten Gd-haltigen MRT-Kontrastmittel (Gd-DTPA, Gd-DTPA-BMA, Gd-BOBTA, Gd-DOTA, Gd-BT-DO3A) untersucht werden. Dabei wurden für die verschiedenen Kontrastmittel unterschiedliche Metaboliten gefunden. Ein metabolischer Abbau Gd-haltiger Kontrastmittel kann daher insbesondere bei solchen Patienten nicht ausgeschlossen werden, die nach Kontrastmittelgabe ein verlangsamte Ausscheidung zeigen, wie dies etwa bei niereninsuffizienten Personen der Fall ist. Das Verhalten Pt-haltiger Chemotherapeutika wurde mittels LC/ESI-MS und LC/ICP-MS untersucht. An verhältnismäßig einfachen Modellproteinen wie β-Lactoglobulin A (β-LGA), Humanserumalbumin (HSA) und humanem Hämoglobin (Hb) wurde das Bindungsverhalten von Cisplatin, Carboplatin und Oxaliplatin untersucht. Dabei konnte eine signifikante Affinität der Pt-Spezies zu freien Thiolfunktionen in den Proteinen gefunden werden. Der Einsatz der LC/ICP-MS lieferte dabei wertvolle Daten zum quantitativen Bindungsverhalten der Pt-Therapeutika, insbesondere vor dem Hintergrund variierender Chloridkonzentrationen. In jüngster Zeit gelang zudem die Bestimmung der intrazellulären Pt-Konzentration in Medullablastomzellen. In diesem Fall wurde jedoch ohne flüssigchromatographische Trennung sondern mit der Fließinjektionsanalyse (FIA) gearbeitet. Hierbei konnten sowohl mittels externer Kalibrierung als auch mittels Isotopenverdünnungsanalyse gefunden werden, dass die beiden verwendeten Zelllinien (UW228 und DAOY) ein signifikant unterschiedliches Aufnahmeverhalten für Cisplatin zeigen, mit denen diese Zelllinien inkubiert werden. Neben diesen Arbeiten wird das angeschaffte LC/MS/MS-System derzeit für zahlreiche weitere Projekte in den Arbeitsgruppen an der Universität Münster verwendet, wobei aus Platzgründen hier nur einige wenige herausgegriffen werden konnten.
Publications
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Fast and low sample consuming quantification of manganese in cell nutrient solutions by flow injection ICP-QMS. Metallomics 2011, 3, 1296
Wehe, C.A.; Bornhorst, J.; Holtkamp, M.; Sperling, M.; Galla, H.-J.; Schwerdtle, T.; Karst, U.
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Identification and quantification of potential metabolites of Gd-based contrast agents by electrochemistry/separation/mass spectrometry. J. Chromatogr. A 2012, 1240, 147
Telgmann, L.; Faber, H.; Jahn, S.; Melles, D.; Simon, H.; Sperling, M.; Karst, U.
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Simulation of the oxidative metabolism of diclofenac by electrochemistry/(liquid chromatography/)mass spectrometry. Anal. Bioanal. Chem. 2012, 403, 345
Faber, H.; Melles, D.; Brauckmann, C.; Wehe, C.A.; Wentker, K.; Karst, U.
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Speciation analysis of the antirheumatic agent Auranofin and its thiol adducts by LC/ESI-MS and LC/ICP-MS. J. Anal. At. Spectrom. 2012, 27, 975
Albert, A.; Brauckmann C.; Blaske, F.; Sperling, M.; Engelhard, C.; Karst, U.
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Speciation and Isotope Dilution Analysis of Gadolinium-Based Contrast Agents in Wastewater. Environ. Sci. Technol. 2012, 46, 11929
Telgmann, L.; Wehe, C.A.; Birka, M.; Künnemeyer, J.; Nowak, S.; Sperling, M.; Karst, U.
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Speciation of Gd-based MRI contrast agents and potential products of transmetallation with iron ions or parenteral iron supplements. Anal. Bioanal. Chem. 2012, 404, 2133
Telgmann, L.; Wehe, C.A.; Künnemeyer, J.; Bülter, A.-C.; Sperling, M.; Karst, U.
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Influence of cimetidine and ist metabolites on Cisplatin -Investigation of adduct formation by means of electrochemistry/liquid chromatography/electrospray mass spectrometry. J. Chromatogr. A 2013, 1279, 49
Brauckmann, C.; Faber, H.; Lanvers-Kaminsky, C.; Sperling, M.; Karst, U.
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Sensitive quantification of gadolinium-based magnetic resonance imgaging contrast agents in surface waters using hydrophilic interaction liquid chromatography and inductively coupled plasma sector field mass spectrometry. J. Chromatogr. A 2013, 1308, 125
Birka, M.; Wehe, C.A.; Telgmann, L.; Sperling, M.; Karst, U.
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Simultaneous electrochemical oxidation/ionization of a selenoxanthene revealed by on-line electrospray-high resolution mass spectrometry. Electrochim. Acta 2013, 111, 324
Simon, H.; Wehe, C.A.; Pajaziti, B.; Heinrich, L.; Karst, U.
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The interaction of platinum-based drugs with native biologically relevant proteins. Anal. Bioanal. Chem. 2013, 405, 1855
Brauckmann, C.; Wehe, C.A.; Kieshauer, M.; Lanvers-Kaminsky, C.; Sperling, M.; Karst, U.
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Using electrochemistry for metabolite simulation and synthesis in preventive doping research: application to the Rycal S107 and the PPARδ-agonist GW1516. Anal. Methods 2013, 5, 1214
Jahn, S.; Beuck, S.; Möller, I.; Thevis, M.; Karst, U.
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Assessing the intracellular concentration of platinum in medullablastoma cell lines after Cisplatin incubation. J. Trace Elem. Med. Biol. 2014, 28, 166
Wehe, C.A.; Beyer, G.; Sperling, M.; Ciarimboli, G.; Karst, U.
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Liquid chromatography/mass spectrometry to study oxidative degradation of environmentally relevant pharmaceuticals by electrochemistry and ozonation. J. Chromatogr. A 2014, 1343, 152
Faber, H.; Lutze, H.; Lores Lareo, P.; Frensemeier, L.; Vogel, M.; Schmidt, T.C.; Karst, U.
