Hochauflösendes Massenspektrometer für Kleinmoleküle

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 567207667

Die hochauflösende und hochpräzise Massenspektrometrie (HRMS) kleiner Moleküle (unter 850 Da) ist am Campus Riedberg von entscheidender Bedeutung, um unsere laufende und künftige biowissenschaftliche Forschung zu unterstützen. Bei der Analyse natürlicher Verbindungen wie modifizierter Nukleoside ermöglicht die HRMS die präzise Identifizierung von Molekülen durch genaue Bestimmung ihrer Masse. Diese Präzision ist entscheidend für die Unterscheidung von Verbindungen mit sehr ähnlichen Massen, wie z. B. Isomere oder Isotopologe. Bei der Erforschung von RNA-Modifikationen und Naturstoffen werden häufig komplexe biologische Gemische untersucht. HRMS kann diese Gemische mit hoher Auflösung auflösen, so dass die Forschenden einzelne Komponenten wie Proteine, Lipide und Metaboliten selbst in sehr komplexen Proben wie Blut oder Gewebeextrakten identifizieren und quantifizieren können. Neben diesen Vorteilen helfen die hohe Auflösung und Genauigkeit bei der Aufklärung der Struktur unbekannter Verbindungen. Durch die Bereitstellung detaillierter Massenmessungen hilft HRMS bei der Bestimmung der Molekularformel und der Struktur neuartiger Moleküle, was für die Entdeckung von Arzneimitteln und die Kontrolle der Synthese unerlässlich ist. HRMS-Massenanalysatoren werden in der Regel an eine Ionisierungsquelle wie MALDI (matrixunterstützte Laser-Desorptions-Ionisierung) oder ESI (Elektrospray-Ionisierung) angeschlossen. MALDI-Quellen haben den Vorteil, dass sie robust gegenüber der Salzbelastung der Proben sind, was sie ideal für Arzneimittel-Screening-Tests macht. Außerdem lassen sich verschiedene Verbindungsklassen am besten mit MALDI ionisieren und würden sich in der Hitze der ESI-Quelle zersetzen. Allerdings gibt MALDI nur eine einzige Ladung an den Analyten ab, so dass das Molekülgewicht zu einem problematischen Faktor werden kann. ESI hingegen gibt eine oder mehrere Ladungen an den Analyten ab, so dass auch größere Verbindungen problemlos analysiert werden können. Darüber hinaus kann ESI mit einem zweiten leistungsstarken Analysewerkzeug verbunden werden, nämlich der Flüssigchromatographie. Für die Forschung in den Biowissenschaften sind beide Ionisierungsquellen von großem Wert. Hier beantragen wir die Finanzierung eines HRMS, um unsere laufende Forschung im Bereich der Biologie der RNA-Modifikation zu ermöglichen. Das neue Gerät wird dringend benötigt, da derzeit kein Gerät für die Strukturbestimmung kleiner Verbindungen mit hoher Genauigkeit und hoher Auflösung zur Verfügung steht und uns somit die Entdeckung neuer epitranskriptomischer und epigenetischer Markierungen unmöglich ist.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: HRMS
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Goethe-Universität Frankfurt am Main
• Leiterin: Professorin Dr. Stefanie Kaiser