Forschungsprojekte

Forschungsprojekt	Beschreibung	Analysegeräte
Vorkommen und Bioverfügbarkeit polyzyklischer aromatischer Verbindungen (PAC) Prof. Dr. C. Achten	In der Gruppe der PAC, einschließlich polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAK) und NSO-PAC, werden Tausende von Stoffen zusammengefasst. Die 16 EPA-PAH repräsentieren nur einen sehr kleinen Teil dieser Gruppe. Toxische Nicht-EPA-PAH müssen identifiziert und in die Vorschriften aufgenommen werden durch (a) Entwicklung geeigneter Analyseverfahren, (b) Untersuchung ihres Vorkommens in der Umwelt und (c) Toxizität und Bioverfügbarkeit.	GC-APLI-TOFMS
Aminosteroide und Aminotriterpene als Antiprozoenmittel Prof. Dr. T. Schmidt	Wir identifizierten Aminosteroide und Aminotriterpene aus Apocyncaceae und Buxaceae als sehr potente Antiprotozoenmittel, insbesondere gegen Malaria und Schlafkrankheit. In verschiedenen Projekten wird nach weiteren Verbindungen dieser Art in verwandten Pflanzen gesucht.	UHPLC-QTOF (Bruker MicrOTOF QII with Dionex RSLC 3000)
ADMET-Eigenschaften von Sesquiterpenlactonen als Antiprotozoenmittel Prof. Dr. T. Schmidt	Sesquiterpenlactone aus Arnica werden derzeit als neues Medikament gegen kutane Leishmaniose untersucht. Hier untersuchen wir das biopharmazeutische Verhalten (Hautpenetration, Stoffwechsel, Pharmakokinetik) dieser vielversprechenden Naturstoffe.	UHPLC-QTOF (Bruker MicrOTOF QII with Dionex RSLC 3000)
Ätherische Öle als Mittel gegen Myzetom Prof. Dr. T. Schmidt	Wir entdeckten, dass bestimmte ätherische Öle eine starke Aktivität gegen die Erreger von Mycetoma, einer von Pilzen/Bakterien vernachlässigten Krankheit, haben. Wir suchen die für diese Aktivität verantwortlichen Bestandteile.	GC-QTOF MS (Agilent 7250 GC/QTOF mit 7890 GC)
Untersuchungen zur Struktur, Funktion und Interaktion nicht-ribosomaler Peptidsynthetasen Prof. Dr. H. Mootz	Die an den Biosynthesen zahlreicher Antibiotika-Wirkstoffe beteiligten Module nicht-ribosomaler Peptidsynthetasen (NRPS) sind ein Forschungsgegenstand, den wir mit der bioanalytischen Massenspektrometrie bearbeiten. Mittels hochauflösender, LC-gekoppelter MS an intakten Proteinen verfolgen wir die Beladung einzelner NRPS-Module mit Aminosäuren und quantifizieren die durch das Zusammenwirken mehrerer Module gebildeten Di- und Tripeptide. Anhand von nano-LC-MS²-Studien an proteolytischen Verdauen von NRPS-Modulen mit gezielt eingebauten, photoreaktiven Aminosäuren untersuchen wir sowohl die Interaktion zwischen Modulen wie auch strukturelle Änderungen während des katalytischen Zyklus der Peptidbildung.	nanoLC- / UHPLC-HR-QTOF (Bruker maXis II mit Thermo UltiMate™ 3000 RSLC und RSLCnano)
Instrumentierung, Methodenentwicklung und Applikationen der biomolekularen MS Prof. Dr. S. König	Fokus auf Protein- und Peptidanalytik mit RP-LC-MS/MS, aber auch Untersuchung kleiner Moleküle.	Synapt G2 Si Q-TOF Premier Esquire 3000
Proteomics von Gastritis, Magengeschwür und -krebs Prof. Dr. S. König	Eine Magenkrebsdiagnose beruht auf Histopathologie. Die Endoskopieraten steigen. Eine Helicobacter-pylori-Infektion ist ein Hauptrisikofaktor. Um die vorhandenen Biomarker im Blut aufzuklären und die Anzahl diagnostischer chirurgischer Eingriffe zu reduzieren, untersuchten wir Seren und Biopsien aus einer Kohorte von 219 H. pylori-positiven und -negativen Patienten, bei denen Magenkrebs, Gastritis und Geschwüre diagnostiziert wurden. Kooperationsprojekt mit der Universität Islamabad.	Synapt G2 Si
Serumaktivität von Angiotensin und Carboxypeptidase N / Renin-Angiotensin-System Prof. Dr. S. König	Entwicklung eines Neuropeptid-Reporter-Assays zur Erforschung von Morbus Sudeck und anderen Krankheiten, komplementäre Serum-Proteinexpressionsmessung.	Synapt G2 Si
Bestimmung von Protoporphyrin IX im Serum von Glioblastom-Patienten Prof. Dr. S. König	Bestimmung und Charakterisierung von Protoporphyrin IX-Biomarkern im Serum von Glioblastom-Patienten. Kooperation mit der Neurochirurgie des UKM.	Esquire 3000
Analyse von Lipiden (z. B. Fettsäuren, Phospholipide, Sphingolipide, Lipid A, Lipopeptide) Prof. Dr. H. Hayen	Identifizierung und Quantifizierung von freien und veresterten Fettsäuren: Hydrolyse und Derivatisierung von Fettsäuren vor GC-MS-Analyse Profiling von (oxidierten) Phospholipiden und Sphingolipiden: Heart-Cut 2D-HPLC gekoppelt an HR-MS/MS Umfassende Bestimmung von unpolaren und polaren Lipiden mittels SFC mit MS- und Charged-Aerosol-Detektion Strukturelle Charakterisierung komplexer Lipide wie Lipid A oder Lipopeptide mittels LC-MS/MS	GC-MS (EI or CI) 2D-HPLC-ESI-MS (Q Exactive plus) SFC-ESI-MS (Q Exactive plus) (oder: APCI, APPI, DBDI) RP-HPLC-ESI-MS (Q Exactive plus oder qMSn on LTQ XL)
Bestimmung polarer Metaboliten (z. B. Trimethylamin, Coenzym A-Derivate, Oxalsäure) Prof. Dr. H. Hayen	Quantifizierung ausgewählter Metabolite, z. B. Oxalsäure, durch LC-MS/MS Non-Target-Analyse von polaren anionischen Metaboliten durch Kombination aus IC und hochauflösender MS	Online SPE-ESI-MS (Q Exactive plus or TSQ Vantage) (ESI, APCI, APPI, DBDI) CapIC-MS (ICS 4000 andQ Exactive plus)
Charakterisierung von Biotensiden (z. B. Rhamnolipide, Sophorolipide) Prof. Dr. H. Hayen	Identifizierung und Quantifizierung von Rhamnolipiden durch HPLC oder SFC gekoppelt an HR-MS/MS oder Triple-Quadrupol-MS/MS Charakterisierung von Glykolipid-basierten Biotensiden durch HPLC-MS/MS und SFC-MS/MS	RP-HPLC-ESI-MS und SFC-ESI-MS (Q Exactive plus oder TSQ Vantage) RP-HPLC-ESI-MS und SFC-ESI-MS (Q Exactive plus oder MSn on LTQ XL)
Elektrolytalterung MEET	Nichtwässrige Elektrolyte und ionische Flüssigkeiten sind wichtige Bestandteile in Lithium-Ionen-Batterien. Bisher wurden zahlreiche Untersuchungen zur Charakterisierung von Abbauprodukten durchgeführt, einschließlich struktureller, qualitativer und quantitativer Informationen sowie Vorschläge zu Reaktionsmechanismen. Dennoch sind die Abbauprodukte und -mechanismen nicht im Detail erklärt oder in der Literatur verifiziert.	SPME/HS-GC-MS, GC-OrbiTrap, 2D-IC-MS, LC-IT-TOF-MS, CE-QTOF-MS, GC-APCI-QTOF-MS, CE-MS, Kopplung an ICP-MS
Grenzflächen, Übergangsmetallauflösung, Lithiumverteilung MEET	Metallauflösung und Metallmigration der Kathode und die entsprechende Abscheidung dieser Metalle auf der Graphitanode sind bekannte schädliche Abbaueffekte, insbesondere für die gebildete Festelektrolytgrenzphase auf der Oberfläche der Anode. Zudem kann Lithium beim Laden/Entladen „verloren gehen“ oder immobilisiert werden und steht somit nicht mehr als elektrochemisch aktives Kation zur Verfügung.	LA-ICP-MS, GD-MS, ToF-SIMS
Recycling MEET	Die LIB-Materialcharakterisierung ist im Rahmen des Materialrecyclings unumgänglich. Die Bewertung und Anpassung von Recyclingverfahren erfordert zuverlässige und umfassende Informationen über die Rohstoffe, was in den meisten Fällen Reverse Engineering bedeutet, da keine Informationen über z. B. Zellchemie vorhanden sind.	SPME/HS-GC-MS, GC-OrbiTrap, 2D-IC-MS, LC-IT-TOF-MS, CE-QTOF-MS, GC-APCI-QTOF-MS, CE-MS, Kopplung an ICP-MS, LA-ICP-MS, GD-MS, ToF-SIMS
Die Beschaffenheit und Abundanz des „erschöpften“ Erdmantels Prof. Dr. A. Stracke	Wir verwenden radiogene Isotopenverhältnisse von Sr-Nd-Hf-Pb gemessen mit TIMS und MC-ICPMS sowie Spurenelementkonzentrationen gemessen mit SF-ICPMS und LA-ICPMS in ozeanischen Mantelgesteinen, abyssalen Peridotiten, Basalten und Schmelzeinschlüssen zur Untersuchung der chemischen Entwicklung des Erdmantels.	MC-ICPMS, TIMS, SF-ICPMS, LA-ICPMS
Human-Biomonitoring von Mykotoxinen Prof. Dr. H. Humpf	Die Bewertung der Exposition gegenüber Mykotoxinen, den toxischen Metaboliten von Schimmelpilzen, ist ein entscheidender Schritt für die Risikobewertung. Basierend auf UHPLC-MS/MS-Systemen mit optionaler online-SPE wenden wir modernste Methoden zur Bewertung von Mykotoxinen und Mykotoxin-Metaboliten in Blut- und Urinproben in Kohorten mit bis zu mehreren tausend Teilnehmern an und entwickeln sie weiter.	UHPLC-MS/MS (Sciex 7500, QTrap 6500)
Metabolomics Prof. Dr. H. Humpf	Für ein umfassendes Verständnis der Wirkungsweise bioaktiver Substanzen ist es erforderlich, deren Einfluss auf das Metabolom in der Zelle zu untersuchen. Durch die Analyse eines breiten Spektrums von Zielanalyten können Veränderungen, Aktivierungen und Beeinträchtigungen eines breiten Spektrums von Stoffwechselwegen sichtbar gemacht werden.	UHPLC-MS/MS (Bruker Evoq Elite) UHPLC-QTOF (Bruker Impact II)
Einfluss der Lebensmittelverarbeitung auf Kontaminanten Prof. Dr. H. Humpf	Thermische Lebensmittelverarbeitung wie Braten, Backen, Toasten oder Extrusionsgaren hat einen starken Einfluss auf die Lebensmittelqualität sowie sensorische Eigenschaften. Diese Prozesse können zusätzlich zu einer Verringerung des Gehalts an unerwünschten Kontaminanten wie Mykotoxinen führen und so die Lebensmittelsicherheit verbessern. Bei thermischen Prozessen entstehen jedoch auch unerwünschte, prozessbedingte Verunreinigungen wie Acrylamid und Furane. Hier untersuchen wir die Wirkung verschiedener Prozesse und Technologien zur Verbesserung der Lebensmittelqualität durch Reduzierung der Bildung prozessbedingter Kontaminanten und Optimierung des Abbaus von Mykotoxinen.	UHPLC-MS/MS (Sciex 5500 QTrap) GC-MS (Agilent 5975C, SPME)
Evolution und genetische Architektur der chemischen Kommunikation Prof. Dr. J. Gadau	Wir verwenden eine Kombination aus detaillierter phänotypischer Analyse (GC-MS, quantitative Genetik (QTL-Analyse, qPCR), genetische Manipulationen, um zu bestimmen und zu bestätigen, welche Gene/Genfamilien an der chemischen Kommunikation in Kolonie, Kaste und Artenerkennungbeteiligt sind.	GC-MS/MS (GC-QQQ)
Charakterisierung der Proteinglykosylierung Dr. M. Mormann	Glykoproteine spielen eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung, dem Wachstum, der Funktion oder dem Überleben eines Organismus. Ihre Beziehung zwischen Struktur, Ort und Funktion ist ein wichtiges Merkmal in den Biowissenschaften. Daher zielen wir auf die Entwicklung und Implementierung von Techniken und Methoden zur Untersuchung der N- und O-Glykosylierung von Proteinen ab.	Waters SYNAPT G2-S Mass Spectrometer
MALDI-2 Prof. Dr. K. Dreisewerd	MALDI-2 ist eine neue Methode der Nachionisation, die die Ionenausbeute erhöhen kann und somit die Nachweisgrenzen für zahlreiche Analytklassen verbessert. In grundlegenden Studien wollen wir diese und weitere Techniken der Nachionisation besser verstehen und weiterentwickeln.	SYNAPT G2-S and Q Exactive plus orbitrap, beide mit MALDI-2 Modulen; SYNAPT ist ausgestattet mit Wellenlängen regelbaren UV-Laser und UV- sowie IR-Laser for material ablation
MALDI-2 MS imaging Prof. Dr. K. Dreisewerd	Eine Hauptanwendung der Postionisationstechniken ist ihre Verwendung in der MS-Bildgebung. Dabei kooperieren wir mit zahlreichen Fachkollegen und in größeren Konsortien zur Anwendung der Methode. Nur zwei von vielen Beispielen wären die Visualisierung von Netzhaut und infiziertem Gewebe.	TimsTOF fleX MALDI-2 und Q Exactive plus orbitrap mit MALDI-2 ion Quelle
t-MALDI-2-MSI Prof. Dr. K. Dreisewerd	Um die laterale Auflösung der MSI-Messung auf das µm-Niveau zu erhöhen, entwickeln wir MALDI-2-Instrumente im Transmissionsmodus.	Q Exactive plus orbitrap
Einzelzell- und korrelative Analyse Prof. Dr. K. Dreisewerd	Entwicklung von Techniken, die die Entschlüsselung der chemischen Heterogenität einzelner Zellen ermöglichen, unter Einbeziehung von MSI-, optischen und Bioinformatik-Tools. Bei den korrelativen Analysen liegt ein besonderer Fokus auf Neutrophilen innerhalb des SFB/TRR 332 „Neutrophile Granulozyten: Entwicklung, Verhalten und Funktion“.	timsTOF fleX MALDI-2, Q Exactive plus Orbitrap mit MALDI-2 Ionenquelle
Mikrobielle MALDI-MSI Prof. Dr. K. Dreisewerd	Die Anwendung von MALDI-MSI zur Entschlüsselung der chemischen Zusammensetzung von Bakterienkulturen und Biofilmen ist relativ neu, birgt jedoch ein hohes Potenzial für die mikrobiologische Forschung. Wir entwickeln Methoden, die eine robuste und sichere Analyse verschiedener Bakterienstämme (einschließlich Krankheitserreger) und Co-Kulturen konkurrierender Stämme ermöglichen können. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Anwendung der Methode im Rahmen des SPP 2389 „Emergent Functions of Bacterial Multicellularity“ (SPP 2389)“.	TimsTOF fleX MALDI-2, SYNAPT G2-S mit MALDI-2 Ionenquelle
Bioanalytik von Arzneimitteln aus kleinen Probenmengen Prof. Dr. G. Hempel	Quantitative Bestimmung von Arzneimitteln mittels VAMS und DBS in biologischen Flüssigkeiten (Kapillarblut, venöses Blut, Plasma etc.) hauptsächlich aus den Therapiegebieten Antipsychotika, Antibiotika, Zytostatika und Antimykotika.	UHPLC-MS/MS (Sciex QTrap 6500+)
Pharmakokinetik von Bevölkerungsgruppen Prof. Dr. G. Hempel	Pharmakokinetik von Bevölkerungsgruppen und pharmakokinetische Dynamikmodellierung.	UHPLC-MS/MS (Sciex QTrap 6500+)
Enzymassay-Studien Prof. Dr. M. Lehr	Enzymassay-Studien zum Inhibitor-Screening potenzieller therapeutischer Substanzen im Bereich der zytosolischen Phospholipase A2, Phospholipase C, Fettsäure-Amid-Hydrolase, Monoacylglycerol-Lipase und kupferhaltiger Aminoxidase 3 (AOC3).	UHPLC-MS/MS (Sciex QTrap 6500+) UHPLC-QTOF (Bruker MicrOTof QII with Dionex RSLC 3000)
Präklinische Pharmakokinetik Prof. Dr. M. Lehr	Präklinische Pharmakokinetik Untersuchung möglicher Wirkstoffe für In-vitro- und In-vivo-Metabolismus Strukturelle Aufklärung von Metaboliten D-/P-Wert-Bestimmung Löslichkeitsbestimmung Caco-2-Permeabilitätsassay	UHPLC-MS/MS (Sciex QTrap 6500+) UHPLC-QTOF (Bruker MicrOTof QII with Dionex RSLC 3000)
Lipidomics Prof. Dr. M. Lehr	Lipidomics von Eicosanoiden Fettsäuren und Derivaten Monoacylglycerinen und Derivaten Diacylglycerinen und Derivaten	UHPLC-MS/MS (Sciex QTrap 6500+) UHPLC-QTOF (Bruker MicrOTof QII with Dionex RSLC 3000)
Präklinische Pharmakokinetik Prof. Dr. B. Wünsch	In-vitro- und In-vivo-Stoffwechsel von neuartigen pharmakologisch aktiven Arzneimitteln und Hilfsverbindungen.	UHPLC-MS/MS (Sciex QTrap 6500+)
Strukturaufklärung Prof. Dr. B. Wünsch	Strukturaufklärung von Metaboliten und Log D-/P-Wert-Bestimmung.	UHPLC-MS/MS (Sciex QTrap 6500+)
Reaktionskontrolle und Strukturaufklärung Synthetischer Verbindungen Prof. Dr. B. Wünsch	Reaktionskontrollen und Strukturbestätigung synthetischer Verbindungen aus der Wirkstoffforschung.	UHPLC-MS/MS (Sciex QTrap 6500+)
Bioanalytik kleiner Moleküle Dr. J. Fabian	Quantitative Bestimmung kleiner Moleküle in verschiedenen biologischen Matrizes.	UHPLC-MS/MS (Sciex QTrap 6500+) UHPLC-QTOF (Bruker MicrOTof QII with Dionex RSLC 3000)
Strukturaufklärung kleiner Moleküle Dr. J. Fabian	Strukturaufklärung kleiner Moleküle Abbauprodukte in Arzneimittellösungen oder Stabilitätsproben Nebenprodukte bei der Arzneimittelherstellung	UHPLC-MS/MS (Sciex QTrap 6500+) UHPLC-QTOF (Bruker MicrOTof QII with Dionex RSLC 3000)
Lipidomics Dr. J. Fabian	Lipidomics Bestimmung von Eicosanoiden, MAG, FA, DAG in Zelllysaten Cholesterinstoffwechsel von Zelllinien	UHPLC-MS/MS (Sciex QTrap 6500+) UHPLC-QTOF (Bruker MicrOTof QII with Dionex RSLC 3000)
CANMORE: N-terminale Modifikationen plastidenkodierter Proteine Prof. Dr. I. Finkemeier	Chloroplasten fungieren hauptsächlich als Bioreaktoren, die Licht in chemische Energie umwandeln. Sie fungieren auch als regulatorische Drehscheiben für die intrazelluläre Kommunikation und die Vermittlung von Umweltreizen. Chloroplastenproteine werden entweder vom Plastiden- oder Kerngenom kodiert. Mehrere Chloroplasten-Multiproteinkomplexe werden aus Plastiden- sowie Kern-kodierten Proteinuntereinheiten zusammengesetzt. Chloroplasten-lokalisierte Proteine werden vielen co- und posttranslationalen Modifikationen (PTM) unterzogen. Das Ziel von CANMORE ist es, die Rolle(n) spezifischer plastidärer N-terminaler Modifikationen und ihre regulatorische Wechselwirkung mit anderen PTMs aufzuklären, einschließlich der N-terminalen Reifung der großen Untereinheit von RuBisCO.	nanoLC-MS/MS (Orbitrap Eclipse 480, Orbitrap Eclipse Tribred)
REDOX: Das zytosolische Redoxnetzwerk in Pflanzen Prof. Dr. I. Finkemeier	Thiol-Redox-regulatorische Netzwerke sind ein gemeinsames Merkmal aller plasmatischen Zellkompartimente. Diese Redox-Netzwerke steuern viele Prozesse wie Stoffwechselfunktionen und Signalübertragung. Dieses Projekt befasst sich mit der Konkurrenz um Elektronen, der Spezifität der Wechselwirkung und der Kinetik der Redoxprozesse im Cytosol von Arabidopsis thaliana. In zeitaufgelösten Messungen wird die Ausbreitung und Übertragung eines oxidativen Stimulus untersucht. Unter Verwendung von hochauflösender, quantitativer Massenspektrometrie (MS)-basierter Proteomik werden in diesem System, Redoxmodifikationen an Thiolen analysiert.	nanoLC-MS/MS (Orbitrap Eclipse 480, Orbitrap Eclipse Tribred)
NAD-SIGNAL: NAD Signalgebung und mitochondrieller Metabolismus Prof. Dr. I. Finkemeier	Mitochondrien fungieren in den meisten komplexen Organismen als zentrale Energieumwandler und sind tief in das zelluläre Stoffwechselnetzwerk eingebettet. Der mitochondriale Stoffwechsel ist in Pflanzen besonders flexibel und kann schnell zwischen verschiedenen Programmen wechseln, um sich ändernde Umweltbedingungen zu integrieren. In diesem Projekt beschäftigen wir uns mit der Hypothese, dass der zyto-nukleäre NAD-Status die mitochondriale metabolische Flexibilität mit der Anpassung der nukleären Genexpression verknüpft. Wir werden mitochondriale Enzyme in Arabidopsis modulieren, um den subzellulären Metabolismus umzuleiten, und die physiologischen Mechanismen hinter der Mitochondrien-gesteuerten Modulation des zyto-nukleären NAD-Status durch posttranslationale Modifikation und Proteininteraktionen verstehen.	nanoLC-MS/MS (Orbitrap Eclipse 480, Orbitrap Eclipse Tribred)