Quadrupol Time-of-Flight (LC-QTOF-HRMS) hochauflösendes Massenspektrometersystem

• Fachliche Zuordnung: Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 536269522

Quadrupole Time-of-Flight (QTOF) Massenspektrometer ist eine sensitive, spezifische und geeignete Methode zum Nachweis und der Konzentrationsbestimmung von oftmals unbekannten niedermolekularen Analyten z. B. Mykotoxinen oder deren Derivate. Die Hybridisierung der Quadrupol- und TOF-Technologie führte zu einer hochauflösenden Analyse aller Ionen mit hoher Massengenauigkeit, die heute zur Identifizierung und Quantifizierung komplexer Gemische (z. B. Extrakte von komplexen Nährmedien) oder unbekannter Verbindungen (z. B. Satratoxin F) verwendet wird. Das hier beantragte Gerät soll zum Nachweis einer großen Gruppe von Metabolite (z. B. Atranone und Satrtoxine) in verschiedenen Matrices (z. B. Nährmedien, Innenraumproben oder Blutproben) genutzt werden, für die es oftmals keine Referenzsubstanzen (z. B. 13C markierte Standards oder Reinsubstanzen) gibt. Mittels dieser Analysen sollen u. a. solche Faktoren identifiziert werden, die die Mykotoxinproduktion hemmen bzw. befördern sowohl auf genetischer Ebene als auch durch externe Einflüsse wie andere Mikroorganismen. Es gibt unterschiedliche Methoden, um die verschiedenen Zielanalyten aus der zu untersuchenden Matrix zu extrahieren. Der dann entstehende flüssige Probenextrakt ist ein Gemisch aus verschiedenen Matrixkomponenten und den Zielanalyten. Die Zielanalyten werden zunächst mit einem HPLC-System getrennt und dann ionisiert. Sobald die Ionen erzeugt sind, werden sie durch ein Kapillareinlasssystem und einen dualen Ionentrichter in das quadrupole System zur Isolierung (MS) und kontrollierten Fragmentierung (MS/MS) geleitet. Die orthogonale Beschleunigung folgt den quadrupolaren Einheiten und teilt den permanenten Ionenstrom in Pakete auf, die in das Flugrohr geschossen werden. Am oberen Ende werden sie reflektiert, um das Auflösungsvermögen zu verbessern und auf die Mehrkanalplatte des Detektors zu fokussieren. Durch den untargeted Workflow ist es möglich auch im Nachhinein Substanzen zu identifizieren, was jede Messung auch potenziell für zukünftige Fragestellungen nutzbar macht. Am Lehrstuhl für Bakteriologie und Mykologie existiert eine der wenigen mykologischen Abteilungen innerhalb der Fachrichtung Veterinärmedizin in Deutschland, die sich mit der Produktion von Mykotoxinen beschäftigt. So wurden z. B. neue Genotypen von Stachybotrys chartarum beschrieben, ein Zusammenhang zwischen der Sporulation und der Mykotoxinproduktion beschrieben und ein neues definiertes Nährmedium für eine verlässliche und sensitive Analytik entwickelt. Für diese Arbeiten sind ein Nachweis und eine Quantifizierung der Sekundärmetaboliten unerlässlich. Mit einer eigenen QTOF-Anlage werden Verzögerungen, eine aufwendige Logistik sowie bisherige Limitierungen vermieden. Um die bisherigen, sehr erfolgreichen, wissenschaftlichen Arbeiten weiterentwickeln zu können, ist die Beschaffung eines Stand-der-Technik Massenspektrometers daher dringend erforderlich.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Quadrupol Time-of-Flight (LC-QTOF-HRMS) hochauflösendes Massenspektrometersystem
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Ludwig-Maximilians-Universität München
• Leiter: Professor Reinhard K. Straubinger, Ph.D.; Dr. Sebastian Ulrich, bis 11/2024