Isotopenverhältnismassenspektrometer zur gesamt-/komponentenspezifischen 2H, 13C, 15N & 18O Analyse

• Fachliche Zuordnung: Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 542464576

Die Umweltnaturwissenschaften der Universität Tübingen besitzen eine lange Erfolgsgeschichte in der Anwendung von Isotopen in der Ökosystem- und Paläoumweltforschung. Fortschritte in biogeochemischen Isotopenanwendungen erlauben neue Einblicke in die Interaktion der Biota mit ihrer abiotischen Umwelt - von der kleinesten Skalen einer Mineraloberfläche bis hin zu Landschaften. Viele dieser neuen Isotopenanwendungen verbinden Biogeochemie mit pflanzlicher oder mikrobieller Ökologie und betrachten Schlüsselprozesse an Geo-Biosphären Grenzflächen (Rhizosphäre, Hyphosphäre, Detritusphäre, mikrobielle Habitate, etc.). Hierfür benötigt man eine äußerst flexible (Ko-)Erfassung multipler Isotope (13C, 15N, 18O und 2H), und/oder komponentenspezifische Isotopenanalyse (CSIA) zentraler Substanzklassen. Beides erfordert neueste, hochmoderne Geräte mit einem Set an Peripherien zur Messung unterschiedlichster Probentypen und -matrizen, d.h. einem Elementaranalysator (EA), einer Thermokonversionseinheit (TC), einem Gaschromatographen (GC), welcher mit oder ohne Verbrennungs-(C) oder Pyrolyseeinheit (Py) an ein hochsensitives Isotopenverhältnismassenspektrometer (IRMS) gekoppelt ist. Dies ermöglicht die Parallelmessung von 13C und 15N in Feststoffen, die Erfassung der 18O and 2H Isotopensignatur von Flüssigkeiten und Feststoffen, die Messung von Gasproben höherer Konzentration z.B. 13C von CO2 (GC-IRMS), die Charakterisierung gelöster Komponenten bezüglich ihres 13C und 15N Wertes (GC-C-IRMS) und sogar ihrer 2H und 18O Signatur (GC-Py-IRMS). Dieses Isotopenportfolio eröffnet wegweisende neue Perspektiven, z.B. in der Kombination metaboler Flussrekonstruktion mit Thermodynamik, in der Erforschung des genetischen Potentials der Unterbodenmykorrhiza für einen nachhaltigen Landbau oder der Rolle von mikrobiellen Speicherstoffen. Die Antragssteller werden neue Techniken zur Charakterisierung der Rolle von Viren für die biogeochemischen Flüsse in Ökosystemen entwickeln, die Auswirkungen der Insektenmigration auf Nahrungsnetze untersuchen und die bioökonomischen Grundlagen des Elementaustausches an Grenzflächen ermitteln. Neue 2H- und 18O-basierte Ansätze, maßgeblich von der wegweisenden Etablierung komponentenspezifischer 18O-Analytik profitierend, werden es ermöglichen die Bedeutung metabolischen Wassers für das Bodenmikrobiom zu eruieren, kata- und anabole Quellen organischen Bodensubstanz (OBS) zu differenzieren und den Beitrag O2-basierter oxidativer Prozesse für die Transformation der OBS zu bestimmen. Wegweisende neue Ansätze und neue komponentenspezifische Methoden gepaart mit der Option zur Hochdurchsatzbestimmungen am EA-IRMS werden es der Gruppe der Antragsteller erlauben Spitzenforschung in den Bio-, Umwelt- und Geowissenschaften zu betreiben. Damit wird dieses IRMS unser Verständnis über die zentrale Rolle von Geo-Bio Interaktionen für Ökosystemprozesse substantiell zu erweitern, was im Kern eines Forschungsschwerpunktes der Universität Tübingen liegt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Isotopenverhältnismassenspektrometer zur gesamt-/komponentenspezifischen 2H, 13C, 15N & 18O Analyse
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Eberhard Karls Universität Tübingen
• Leiterin: Professorin Dr. Michaela Dippold