Secondary Electron Spray Ionization Interface und hochauflösendes Massenspektrometer

• Fachliche Zuordnung: Medizin ; Analytische Chemie
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 459447812

Secondary-Electrospray-Ionization-Massenspektrometrie (SESI-MS) ermöglicht die Echtzeit- Analyse organischer Verbindungen aus Gasproben mit Empfindlichkeiten im pmol/L Bereich. Im Gegensatz zu bisher eingesetzten Verfahren (z.B. PTR-, SIFT-MS) lässt sich SESI-MS auf Verbindungen mit Molmassen von mehreren hundert Dalton anwenden. Durch die hohe Auflösung wird die Identifizierung einzelner Verbindungen und komplexer VOC-Profile erleichtert. Basierend auf der Expertise in der Atemgasanalyse können mit dem Gerät neue Erkenntnisse aus bisher im Atemgas nicht untersuchbaren Verbindungen gewonnen und Potentiale für innovative, nicht invasive Monitoringverfahren erschlossen werden.Untersuchungen zur Beatmungsoptimierung oder Therapiekontrolle werden fortgesetzt und durch die mit SESI-MS erfassbaren Biomarker ergänzt. Neben dem etablierten Schwerpunkt zum Monitoring beatmeter Intensivpatienten ergeben sich vielfältige Kooperationsmöglichkeiten:In Erweiterung der Studien an Kindern können mittels SESI-MS weitere Erkenntnisse zum Verständnis der noch wenig erforschten metabolischen Adaptation bei kindlicher CKD und den metabolischen Folgen eines kindlichen Diabetes gewonnen werden. In Kooperation mit der Unfallchirurgie und der Orthopädie wird der (Knochen)Stoffwechselstatus postmenopausaler Frauen (> 50 J) mittels nicht-invasiver Atemgasanalyse untersucht. In einem Graduiertenkolleg sollen Wechselwirkungen und adverse Effekte von Implantaten nicht invasiv abgebildet werdenUntersuchungen unter Ergometerbelastung werden fortgesetzt und um die Erforschung neuer Markerklassen erweitert. Volatile Biomarker im Atem können metabolische Vorgänge bei der Energiegewinnung und Hypoxieeffekte widerspiegeln. Dies erlaubt die nicht-invasive Beurteilung der Trainingseffektivität und kann Hinweise auf Gefährdung durch Hypoxie oder Ischämie geben. Für das Monitoring der Stammzell-Differenzierung durch Untersuchung volatiler organischer Verbindungen (VOC) aus dem Headspace über Kulturen wird das beantragte Gerät benötigt, um weitere chemische Verbindungen (z.B. Aminosäuren) auf ihre Eignung als Biomarker zu untersuchen. Virale Infektionen im Nasenrachenraum bereiten den Weg für bakterielle Sekundärinfektionen, die den Krankheitsverlauf entscheidend beeinflussen. Die Ko-Pathogenese von Influenzaviren und den wichtigsten bakteriellen Erregern einer Sekundärinfektion, S. pneumoniae, S. suis, S. aureus sowie S. pyogenes, wird in vitro und in vivo analysiert. Die in vivo-Studien erfolgen im Schwein, dem natürlichen Erreger-Wirts-System. Die bisherigen vielversprechenden Ergebnisse können mit dem beantragten Gerät um Erkenntnisse aus weiteren Substanzklassen erweitert werden. Aus einer Datenbasis, die ein derartig breites Spektrum von Erkrankungen und Substanzklassen umfasst, könnten wertvolle grundlegende Erkenntnisse zu Atemgasbiomarkern und deren Potential für die nicht-invasive schnelle Diagnose und Therapiekontrolle verschiedenster Erkrankungen abgeleitet werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Secondary Electron Spray Ionization Interface und hochauflösendes Massenspektrometer
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Universität Rostock
• Leiter: Professor Dr. Jochen Schubert