AiF-FV-Nummer 16203 N

Entwicklung direkt gekoppelter massenspektrometrischer Verfahren zur schnellen Erfassung der biologischen Aktivität von Hausstaub

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.09.2009 bis 31.12.2011

Forschungsstellen

  • Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V.
    Bliersheimer Str. 58 - 60, 47229 Duisburg
    http://www.iuta.de

  • Forschungszentrum Weihenstephan für Brau- und Lebensmittelqualität
    Alte Akademie 3, 85354 Freising
    http://www.blq-weihenstephan.de

Zusammenfassung

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde ein analytisches Verfahren auf Grundlage der direkt gekoppelten Hochtemperatur-HPLC mit einem enzymatischen Assay zur Analyse von Hausstaubproben entwickelt. Hauptbestandteile dieses Verfahrens sind die Hochtemperatur-Flüssigkeitschromatografie, das kontinuierliche Mischsystem, welches den Enzym-Assay beinhaltet, sowie eine massenspektrometrische Detektionseinheit. Es erfolgte zunächst die Entwicklung der chromatografischen Methoden zur Tren-nung eines Hausstaubextrakts sowie die Bestimmung der allgemeinen Grenzen des Verfahrens mittels Hochtemperatur-HPLC. Dazu wurden Markersubstanzen mit unterschiedlichen Polaritäten ausgewählt. Durch die Auswahl von Substanzen ver-schiedener Polaritäten, wie beispielsweise den polaren Mykotoxinen mit einem Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten (logP) unter 1 und dem unpolaren Ergosterin (logP = 8,86), sollte die Matrix Hausstaub für die Methodenentwicklung mittels Simulationssoftware dargestellt werden. Es konnte gezeigt werden, dass für die Analyse komplexer Proben eine stationäre Phase auf Basis eines beschichteten Metalloxids für die gleichzeitige Analyse sowohl polarer als auch unpolarer Bestandteile am geeignetsten ist. Diese stationäre Phase zeichnet sich durch eine ausreichende Temperaturstabilität und eine geringere Hydrophobizität als eine Hybridphase auf Basis von Silikagel aus. In Bezug auf die Auswahl geeigneter Lösungsmittelsysteme sollte eine mobile Phase aus Wasser und Isopropanol verwendet werden, wenn die Elution unpolarer Komponenten im Vordergrund steht. Hinsichtlich der Kopplung mit dem Enzymsystem stellte sich jedoch heraus, dass die Verwendung von Wasser-Methanol-Gemischen die beste Kompatibilität aufweist. Parallel hierzu wurden Enzymassays mit kommerziell erhältlichen Enzymen etabliert und optimiert. Dabei standen Enzyme, die durch im Hausstaub enthaltene Moleküle beeinflusst werden, im Vordergrund der Untersuchungen. Die einzelnen Enzymreaktionen wurden mittels Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie (ESI-MS) online verfolgt. Nach Festlegung der endgültigen Enzymmodelle sowie des finalen Analysenaufbaus (Hochtemperatur-Chromatografie, kontinuierliches Mischsystem und Massenspektrometer) wurde der Hausstaub auf enthaltene regulativ wirkende Substanzen untersucht. Unterschiedliche Hausstaubproben ergaben dabei keine erkennbare Inhibierung der ausgewählten Enzymsysteme. Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde erreicht.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente