QToF-Massenspektrometer inkl. CE/UHPLC/Py-GC
Final Report Abstract
Das UHPLC/CE/GC-Q-TOF-MS (Ultra-High-Performance-Liquid-Chromatograph / Capillare-Electrophoresis / Gas-Chromatograph-Quadrupol-Time-of-Flight-Mass-Spectrometer) wurde für die Analyse von mikrobiellen und pflanzlichen Biomarkern im Boden verwendet. Folgende Biomarkergruppen wurden erfolgreich analysiert: Phospholipid-Fettsäuren (PLFA), freie und gebundene Lipide, Aminozucker, Neutralzucker, Uronsäuren und niedermolekulare Säuren. Maßgeblich wird die Gerät GC-MS/MS-Komponente für polare Lipide, freie und gebundene Lipide eingesetzt, die anderen Methoden wurden jedoch auch an dieser Kopplung standardisiert. Py-GC-MS/MS wurde erfolgreich eingesetzt um in Corg-reichen Böden leicht-volatile sowie thermisch stabilere Kohlenstofffraktionen zu differenzieren und molekular zu charakterisieren. Die Einarbeitung der Messunge intakter, polaren Membranlipide an der UHPLC-Q-ToF Kopplung läuft zur Zeit noch. Hierbei scheint eine gezielte Fragmentierung zur Abtrennung der Fettsäurekette vom Rückgrad der Lipide mittels angepasster Fragmentierungsenergien möglich. Somit können in hochangreicherten Proben intramolekulare Kohlenstoffumsatzzeiten einzelner Einheiten intakter Lipide differenziert werden. Es ist geplant die GDGT (glycerol dialkyl glycerol tetraether; Biomarker für Archaee und einige Bakteriengruppen) in ähnlicher Weise zu analysieren. Die Analyse von Aminosäuren, Lignin-Monomeren und Zuckermono- und Dimeren nach der Extraktion aus dem Boden wurde mehrfach mit der Kapillarelektrophorese mit verschiedenen Protokollen getestet. Während wässrige Extrakte meist zu geringe Gehalte aufwiesen, konnte aus den Hydrolyseextrakten aufgrund der hohen Kolloidgehalten (Ton- und Humuspartkel) eine erfolgreiche Standardanwendung dieser Messeinheit nicht erfolgreich. Die Analyse von den oben genannten Biomarkern wurde mit der Analyse der stabilen Isotope (vor allem 13C) gekoppelt. Hierfür wird zur Zeit noch an einer standardisierten Auswertung der Isotopenanreicherungen der Zielsubstanzen gearbeitet. Die Messung von Isotopenanreicherungen gekopplt mit der Anwendung positionsspezifisch-markierten Substanzen ermöglichte es metabolische Wege von Mikroorganismen im Boden zu untersuchen, sowie deren Beeinflussung durch Umweltfaktoren wie Temperatur, Substratmenge oder Toxine zu analysieren.
Publications
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