Isotopenverhältnis-Massenspektrometer mit angekoppeltem Gaschromatographen (GC-irMS)

• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 541563338

Das GC-irMS System ermöglicht die Analyse stabiler Isotope (2H, 13C, 15N) an einzelnen organischen Molekülen zur detaillierten Charakterisierung organischer Substanzen im Gegensatz zur Analyse am gesamten organischen Material, welches lediglich ein Mischsignal sehr heterogener Komponenten darstellt. Entsprechend gibt es für die Analytik stabiler Isotope an einzelnen organischen Molekülen insgesamt unzählige, innovative Anwendungen beispielsweise in der Archäologie, Biomedizin, Biosynthese, Bodenkunde, extraterrestrischen Chemie, Forensik, Lebensmittelkunde, Mikrobiologie, Organischen Geochemie, in den Umweltwissenschaften und Sportwissenschaften. Aufgrund dieser vielfältigen, innovativen Anwendungen ist eine Nutzung innerhalb einer Forschungsplattform für unterschiedliche Nutzergruppen besonders effizient und nachhaltig. Das neue GC-irMS System wird zur Verbesserung der Ausstattung der existierenden Forschungsplattform Isotopenforschung am Leibniz Labor der Christian-Albrechts Universität zu Kiel (CAU Kiel) unbedingt benötigt. Diese Forschungsplattform ist auf die Untersuchung natürlicher Isotopenzusammensetzungen einzelner organischer Moleküle spezialisiert, deren Erfassung aufgrund der teilweise geringen natürlichen Variation der isotopischen Zusammensetzung bei häufig sehr geringen Probenmengen sehr anspruchsvoll ist. Entsprechend müssen solche GC-irMS Systeme idealerweise aus-schließlich für Probenmaterial mit natürlicher Isotopenzusammensetzung vorbehalten sein, da künstliche Isotopenmarkierungen organischer Substanz zumeist extreme Abweichungen von der natürlichen isotopischen Zusammensetzung bewirken und somit die Analysenqualität natürlicher Isotopenzusammensetzungen massiv beeinträchtigen können. Am Leibniz Labor dient bislang ein 2008 über den Excluster FUTURE OCEAN beschafftes GC-irMS zur Analyse ausschließlich natürlicher Isotopenzusammensetzungen überwiegend in der Paläoumweltforschung. Um den hohen Bedarf in diesem Bereich zu decken, ist ein zweites GC-irMS System, ebenfalls für die Analyse natürlicher Isotopenzusammensetzungen, von großer Bedeutung. Die Nutzung von zwei GC-irMS Systemen ermöglicht die parallele Messung von beispielsweise 13C und 2H auf dann zwei Systemen mit zwei entscheidenden Vorteilen. Erstens, die Information über unterschiedliche Isotopensysteme steht zeitgleich zur Verfügung und nicht erst nach mehreren Monaten wie bei sequentieller Messung nacheinander. Zweitens, der Durchsatz von Proben kann sich mehr als verdoppeln, da nicht nur der Messzeitverlust durch das notwendige regelmäßige Umbauen des einen Systems entfällt, sondern bei zwei Systemen bei gleicher Betriebsdauer auch erheblich mehr Analysenkapazität pro Jahr zur Verfügung steht. Die geplanten zukünftigen Anwendungen komponenten-spezifischer Isotopen-Analysen haben die Schwerpunkte in den Geowissenschaften und der Archäologie.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Isotopenverhältnis-Massenspektrometer mit angekoppeltem Gaschromatographen (GC-irMS)
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
• Leiter: Professor Dr. Ralph Schneider