Gaschromatograph gekoppelt mit einem hochauflösenden Massenspektrometer (GC-MS)

• Fachliche Zuordnung: Zoologie
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 519403250

In der chemischen Ökologie liegt unser Fokus auf der Rolle chemischer Substanzen, die zwischen Organismen und mit der Umwelt ausgetauscht werden. Wir untersuchen ein breites Spektrum von Fragen, das von der innerartlichen Kommunikation (z.B. chemische Hinweise auf Fertilität oder Verwandtschaft) über Tier-Pflanzen-Interaktionen (z.B. Samenausbreitung durch Tiere, Herbivorie durch Insekten) bis hin zur Umweltökologie (z.B. Auswirkungen von Pestiziden auf Wildtiere und menschliche Gesundheit) reicht. Dazu untersuchen wir die Zusammensetzung der emittierten Chemikalien sowie die biologischen Reaktionen auf diese Substanzen. Bei Nicht-Modellarten wird ein bedeutender Erkenntnisfortschritt jedoch dadurch behindert, dass es an grundlegendem Wissen über die strukturellen Eigenschaften dieser Chemikalien mangelt. Dies erschwert das Verständnis der physiologischen Mechanismen der chemischen Informationsübertragung sowie ihrer proximaten und ultimaten Funktionen in der intra- und interspezifischen Kommunikation erheblich. Der vorliegende Antrag zielt darauf ab, diesen Engpass durch den Einsatz eines hochmodernen Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Systems (GC-MS) zu überwinden, das für die Strukturaufklärung und Charakterisierung unbekannter Substanzen optimiert ist. Die Konfiguration umfasst ein hochauflösendes MS sowie einen GC-Fraktionssammler zum Sammeln und Konzentrieren von Zielfraktionen chemischer Proben. Diese Fraktionen ermöglichen es, Zielchemikalien einer genaueren Strukturanalyse zu unterziehen oder Bioassay-Tests durchzuführen, um die biologischen Reaktionen verschiedener Organismen auf diese Fraktionen zu untersuchen. Über einen Sniffing-Port wird untersucht, ob Kandidatensubstanzen bzw. Unterschiede zwischen chemischen Profilen vom sensorischen System des Empfängers wahrgenommen werden können. Letztlich wird ein Re-Collector, der ganze Proben wieder aufnehmen kann, die Überbrückung der verschiedenen Komponenten sowie die Integration der beantragten Instrumente in vorhandene Geräte ermöglichen, um Vorteile einzelner Instrumente für bestmögliche Leistungen zu kombinieren. Diese Konfiguration ermöglicht die Isolierung biologisch aktiver Substanzen aus den komplexen chemischen Gemischen von Pflanzen, Tieren und ihrer Umgebung; die Charakterisierung der elementaren Zusammensetzung dieser Substanzen und die Beurteilung, ob diese Substanzen von den sensorischen Systemen der Empfänger wahrgenommen werden können (d.h. zu Unterschieden auf der Verhaltensebene führen). Das Gerät wird von Forschern der Universität Leipzig, des Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung sowie von nationalen und internationalen Kooperationspartnern genutzt, die an chemisch-ökologischen Fragestellungen an verschiedenen Taxa auf unterschiedlichen ökologischen Ebenen arbeiten. Die beantragte Konfiguration wird wichtige Fortschritte in der chemischen Ökologie ermöglichen, die zu kooperativer und innovativer Forschung auf international hohem Niveau führen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Gaschromatograph gekoppelt mit einem hochauflösenden Massenspektrometer (GC-MS)
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Universität Leipzig
• Leiterin: Professorin Dr. Anja Widdig