Metabolitenaufklärung

© Foto Fraunhofer IME

Substanzidentifizierung und Strukturaufklärung

Steigende Anforderungen in Bezug auf behördliche Zulassungsverfahren stellen gerade in der Umweltanalytik organischer Substanzen sehr hohe Anforderungen an die Analyseverfahren. Entscheidend für die Aufklärung von Transformationsprodukten und Metabolismuswegen ist eine hochempfindliche Analytik, die es erlaubt, kleinste Substanzmengen sicher zu identifizieren.

Das Fraunhofer IME setzt in der Umweltanalytik organischer Substanzen die derzeit leistungsfähigsten Methoden ein und ist damit in der Lage geringste Mengen von Testsubstanzen oder deren Transformationsprodukte hinsichtlich ihrer Zusammensetzung (Summenformel) und ihrer Struktur zu untersuchen.

Die zentrale Rolle spielt dabei die Kernspinresonanz-Spektroskopie (NMR), die momentan leistungsfähigste Analysemethode zur Aufklärung der Strukturen organischer Substanzen. Das Fraunhofer IME verfügt über ein 700 MHz NMR-Spektrometer, das mit einem 1.7 mm Cryo-Probenkopf optimal für die Untersuchung geringer Substanzmengen ausgestattet ist, da es höchste Messempfindlichkeit bei gleichzeitig sehr hoher Messauflösung erreicht.

Unterstützt werden die Untersuchungen durch hochauflösende Massenspektroskopie. Es steht dafür ein LC/MS - Orbitrap™ Hybrid FT Massenspektrometer zur Verfügung. Mit diesem hochauflösenden Massenspektrometer ist es möglich unbekannte Substanzen im ng-Bereich zu identifizieren, also die genaue Summerformel zu ermitteln. Zur Isolierung und Anreicherung der Analysensubstanzen steht eine moderne LC-SPE Einheit zur Verfügung.

Alle Messinstrumente befinden sich im radioaktiven Überwachungsbereich, so dass die Untersuchungen auch mit radioaktiv markierten Verbindungen (in der Regel 14C) möglich sind. Dadurch ist am Fraunhofer IME eine einzigartige Kombination analytischer Kompetenzen verfügbar. Die Kombination von hochspezifischer Analytik und radioaktiver Markierung ermöglicht die Aufklärung von Metabolismuswegen organischer Stoffe in Organismen und unter realistischen Umweltbedingungen.

Die Analysen können ausgehend von bereits gereinigten/aufgearbeiteten Proben durchgeführt werden. Die besondere Expertise des IME ist aber die Entwicklung und Etablierung von Analysenmethoden aus komplexen Matrices, wie sie in der Umweltanalytik eher die Regel sind.