Flüssigchromatographie - Tripel-Quadrupol-Massenspektrometer (LC-MS/MS)

• Fachliche Zuordnung: Biologische Chemie und Lebensmittelchemie
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491605513

Für die die hochempfindliche und -selektive Spurenanalytik und Quantifizierung von kleinen polaren Molekülen (Mykotoxinen, physiologischen Metaboliten, Lebensmittelinhaltsstoffen, Kontaminanten, Wirkstoffen, Signalmolekülen, etc.) in komplexen biologischen Matrices (Lebensmittel, physiologische Proben, Zellkulturproben, Gewebeproben, Arzneipflanzen, Insekten, etc.) stellt die Kopplung der (Ultra)-Hochleistungsflüssigchromatographie mit der Tandem-Massenspektrometrie ((U)HPLC-MS/MS) die Methode der Wahl dar. Viele molekulare Zusammenhänge im lebensmittelchemisch-toxikologischen Kontext aber auch bei pharmazeutisch-biologischen Fragestellungen lassen sich nur in komplexen Testsystemen in vitro oder in vivo beantworten. Gerade bei potenten Kontaminanten oder Wirkstoffen bedeutet dies, dass häufig mit extrem niedrigen Konzentrationen gearbeitet werden muss, um aussagekräftige Daten zu gewinnen. Sollen dann beispielsweise der Analytgehalt in einzelnen Zell-Kompartimenten quantifiziert oder Metaboliten durch ihr Produktionenspektrum charakterisiert werden, erhöhen sich die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit des analytischen Systems weiter. Im Bereich des humanen Biomonitoring sind die Anforderungen bezüglich der Nachweis- und Bestimmungsgrenze ebenfalls extrem hoch, da hier die niedrigsten Konzentrationen von Kontaminanten wie Mykotoxinen und deren Metaboliten in physiologischen Proben bestimmt werden müssen, um eine aussagekräftige Expositionsermittlung zu ermöglichen. Bei Kohorten-Studien zum Biomonitoring von Mykotoxinen bedeutet dies, dass die Menge an left censored-Data, also an Analysenergebnissen mit Gehalten unterhalb der Nachweisgrenze, wesentlich über die Aussagekraft der beobachteten Zusammenhänge und Einflussgrößen entscheidet. Gleichzeitig ist auch die Kohortengröße maßgeblich für die Aussagekraft von Interventionsstudien erforderlich. Beispielhaft sei hier die SHINE-Studie mit mehreren Tausend Urinproben genannt, bei diesen Größenordnungen sind aufwändige Probenvorbereitungen nicht zu leisten. Aus diesem Grund wird ein maximal empfindliches Tripel-Quadrupol-Massenspektrometer in Verbindung mit einer UHPLC-Anlage und online-Festphasenextraktion beantragt. Durch eine zusätzliche weitere Fragmentierungsmöglichkeit über eine Ionenfalle (QTRAP) soll zudem eine erhöhte Selektivität erreicht werden, als auch die Möglichkeit bestehen, im niedrigsten Konzentrationsbereich Produktionenspektren zur besseren Charakterisierung von unbekannten Metaboliten zu erzeugen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Flüssigchromatographie - Tripel-Quadrupol-Massenspektrometer (LC-MS/MS)
• Gerätegruppe: 1710 Partialdruck-, Restgas-Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Universität Münster
• Leiter: Professor Dr. Hans-Ulrich Humpf