GC-Atmosphärendruck-Laserionisations-Hochauflösungsflugzeitmassenspektrometer mit FF-TG-GC-Option

• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 460121675

Mittels des im Jahr 2010 erworbenen Gaschromatograph-Atmosphärendruck-Laserionisations-Hochauflösungsflugzeitmassenspektrometers (GC-APLI-TOFMS) mit Hochleistungsflüssigchromatographie (LC)-Option wurden u.a. Methoden zur Analyse von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK, Umweltschadstoffe) entwickelt, die ca. um den Faktor 1.000 empfindlicher sind, als herkömmliche PAK-Analytik (z. B. mittels GC-MS). Unseres Wissens nach wurden bis dato keine niedrigeren Nachweisgrenzen, als die mit diesen Methoden erzielten, publiziert. Als Resultat aus den erfolgreichen Methodenentwicklungen und aufgrund des zusätzlichen LC-Einsatzbereiches ist das bestehende Gerät mit Analysen für die unterschiedlichen Anwendungen inzwischen vollständig ausgelastet. PAK werden mittels GC- oder LC-APLI-TOFMS in Feinstäuben, Rußen, Böden, Sedimenten, technogenen Substraten, Raumluft, Fließgewässern, Meerwasser, Grundwasser etc. und PAK-Metabolite in Urin analysiert. In Kooperationsarbeiten wurden in ausgewählten Feinstäuben und Sedimenten zusätzlich Zusammenhänge mit toxischen Effekten hergestellt. Darüber hinaus wurden aromatische Steroide erstmals in präkambrischen Gesteinen nachgewiesen, die zuvor nicht detektiert werden konnten. Weitere Einsatzbereiche sind Pestizide und Arzneimittel (Target-, Non-Target- und in Kooperation effekt-dirigierte Analytik) in Fließgewässern und Uferfiltrat sowie Benzenpolycarbonsäure-Analytik zur Bestimmung von Black Carbon-artigen Strukturen. Insbesondere die GC-APLI-TOFMS-Methode stellt aufgrund der Ionisationsselektivität einen Meilenstein in der PAK-Analytik dar und könnte durch die Entwicklung eines kostengünstigeren Kompaktgerätesystems künftig die herkömmliche PAK-Analytik ersetzen. Für erste Schritte hierzu soll die Eignung einer beschleunigten Chromatographie mittels Flussfeld-Temperaturgradienten-GC (FF-TG-GC) sowie die Vergleichbarkeit des bisher genutzten KrF-Eximerlasers mit einem DPSS-Laser untersucht werden. Als weitere Methodenentwicklung mit umfangreicherem Eingriff in die Hardware ist eine effekt-dirigierte GC-APLI-TOFMS-Analytik mit Recycling-LC und Mini-EROD-Assay geplant, wodurch parallele Informationen selektiv über PAK einerseits und toxische Effekte andererseits gewonnen werden können. Neue Methodenentwicklungen mit umfangreicherem Eingriff in die Hardware basierend auf der APLI-MS-Technik sind mit dem bestehenden Gerät nicht mehr möglich, daher wird hierfür ein zweites baugleiches Gerätesystem mit FF-TG-GC-Option beantragt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: GC-Atmosphärendruck-Laserionisations-Hochauflösungsflugzeitmassenspektrometer mit FF-TG-GC-Option
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Universität Münster
• Leiterin: Professorin Dr. Christine Achten