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Erneuerbare turbulente Flusschromatographie für Exposomics

Projektleitung
Hann Stephan, Projektleiter/in
Laufzeit:
01.03.2019-28.02.2021
Programm:
Lise-Meitner Stipendium
Art der Forschung
Grundlagenforschung
Mitarbeiter/innen
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Abteilung für Analytische Chemie
Gefördert durch
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) , Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Das Projekt „Erneuerbare turbulente Flusschromatographie für Exposomics“ wird von Dr. David J. Cocovi-Solberg an der BOKU Wien unter der Betreuung von Assoz. Prof. Dr. Stephan Hann durchgeführt. Ziel des Projekts ist die Entwickelung von neuen Systemen zur Realisierung von automatisierten Analysen im Bereich von Studien zum „Exposom“.
Während in der klassischen Umweltanalytik die Ermittlung der Konzentration einzelner Substanzen in verschiedenen Umweltkompartimenten im Vordergrund steht, beschäftigt sich die Exposom-Analytik mit der Untersuchung der möglichen toxischen oder gesundheitsschädigenden Auswirkung aller auf den Menschen einwirkenden Umwelteinflüsse und Substanzen. Exposom-Studien stellen eine große Herausforderung dar und sind sehr komplex, da viele verschiedene Stoffe mit teilweise sehr geringen Konzentrationen („part per billion-levels“) in einer Vielzahl von Proben untersucht werden müssen. Die Massenspektrometrie ist die Methode der Wahl für solche Studien, wobei ein Nachteil bei der geringen Robustheit dieser Systeme bezüglich Proben mit hohem Matrixgehalten besteht. Als Folge müssen die Proben in mehreren Aufarbeitungsschritten vorbereitet werden. Dies ist mit einem hohen Zeitaufwand und einem hohen Verbrauch von Chemikalien verbunden, muss aber zur Abtrennung von Probenbestanteilen durchgeführt werden, um richtige Ergebnissen zu erzielen und die hohe Performance und lange Lebensdauer der Geräte zu gewährleisten.
Zur Verbesserung dieser Situation werden im Projekt an der BOKU unter der Nutzung von speziellen Ventilen, Pumpen und 3D-gedruckten Komponenten neue Systeme entwickelt, welche eine vollautomatisierte Probenvorbereitung ermöglichen, bei der störende Probenbestandteile abgetrennt und eine empfindliche Bestimmung der Zielanalyten ermöglicht wird. Das Herz dieser Systeme besteht aus der sogenannten turbulenten Flusschromatographie (TFC), einer schon länger bekannten Methode, welche auf den Vorteilen eines turbulenten Flussregimes im Zusammenhang mit partikulären Festphasen besteht, aber nie im Kontext Exposom angewandt worden ist.
Mit Hilfe der heutigen technischen Möglichkeiten (IT-Lösungen, 3D-Druck, neue Materialien) wird im vorliegenden Projekt das Konzept TFC neu entwickelt und implementiert werden. Das neue System wird komplexe Probenvorbereitungsschritte in automatisierter Form, ohne dass manuelle Eingriffe notwendig sind, durchführen und die genaue Analyse einer Vielzahl von Substanzen ermöglichen.
Schlagworte
Analytische Chemie;
Bioverfügbarkeit; Massenspektrometrie; Trennmethoden; Turbulente Flusschromatographie;
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