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Explosion

Kombinatorische Explosion

Im Bereich der Trennmethoden eröffnen neue Analysetools Zugang zu qualitativ hochwertigen Informationen

Prof. Dr. Gérard Hopfgartner (Université de Genève, Life Sciences Mass Spectrometry)

Eines der Hauptziele in der Analytik ist die Entwicklung und Validierung von Methoden zur Identifizierung und Quantifizierung von Molekülen in komplexen Proben, um Forschungen in der Pharmazie, den Umweltwissenschaften, der Ernährungswissenschaft, Biologie und Medizin zu unterstützen.

Ein typischer Arbeitsablauf besteht aus der Isolierung des Analyten aus der Matrix, der Abtrennung von anderen, ähnlichen Bestandteilen und der selektiven Identifizierung. Eine der wichtigsten Trennmethoden ist die Chromatographie, die im Jahr 1900 von Mikhail S. Tsvet erfunden wurde. Tsvet trennte Verbindungen von Blatt­pigmenten, die er mithilfe eines Lösungsmittels aus Pflanzen extrahierte. Hierzu verwendete er eine mit Partikeln gepackte Säule. Im Lauf der Jahre hat sich die Technik weiterentwickelt und man arbeitet nun mit höheren Drücken. Das Akronym HPLC, das für Hochdruckflüssigkeitschromatographie steht, wurde eingeführt. Heute ist die HPLC eine der maßgeblichen Techniken bei den Trennverfahren und Betriebsdrücke im Bereich von 600 bis 1.600 Bar sind alltäglich. Die Verwendung einer kleineren Partikelgeometrie führte zu einer verbesserten Trennauflösung und es wurden verschiedene chemische Partikelverhaltensweisen entwickelt, mit denen die Verwendung verschiedener Trennmechanismen zur Analyse von kleinen und Makromolekülen möglich ist.

On-Line-Lichtstreuung, UV- und Fluoreszenzspektroskopie sind die am häufigsten verwendeten Nachweisverfahren. Die Entwicklung der Atmosphärendruck-Ionisations­verfahren (insbesondere die Elektrospray-Ionisierung) hat zur Kopplung der Hochdruckflüssigkeitschromato­graphie und der Massenspektrometrie geführt. Diese Kombination hat die Normen für die Trennleistung und die Nachweise erhöht und neue Wege in der Multikompo­nentenanalyse eröffnet, die für proteomische und metabolomische Untersuchungen zwingend erforderlich sind. Ferner hat die Integration der multidimensionalen Echtzeit-Flüssigkeitschromatographie, der Ionenbeweglichkeitsspektrometrie und der Tandemmassenspektro­metrie bei der Analyse von Proben mehrere Dimensionen eingeführt. Idealerweise möchte man aus einer einzigen Analyse so viele Informationen wie möglich zusammentragen. Eine Kopplung oder Kombination von Techniken ist daher sehr wünschenswert, um diese Herausforderungen zu bewältigen und führt zu einer kombina­torischen Explosion der möglichen Ansätze. Um die Grenzen in den Naturwissenschaften zu erweitern, sind qualitativ hochwertige Informationen erforderlich. Die Entwicklung eines hohen Probendurchsatzes und Miniaturisierungsansätze in verschiedenen Bereichen sind notwendig, um aus diesen neuen Analysetools alle Vorteile zu schöpfen. Viele dieser Themen, darunter auch die wesentlichen Aspekte von Trennmethoden und Kombinationen, die die ­Massenspektrometrie und High-End-Anwendungen mit einschließen, werden zwischen Wissenschaftlern an Hochschulen, aus der Industrie, jungen und etablierten Wissenschaftlern aus der ganzen Welt auf dem 42. International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques (Symposium zur Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie und verwandten Verfahren) diskutiert, das vom 21. bis 25. Juni im Internationalen Konferenzzentrum (CIGG) in Genf (Schweiz) stattfindet.

Erstveröffentlichung: Hopfgartner, G., q&more, 1.2015.

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    Prof. Dr. Gérard Hopfgartner

    Gérard Hopfgartner, Jg. 1960, studierte Chemie an der Universität Genf und promovierte 1991 im Bereich organischer Geochemie und Massenspektrometrie. Nach der Promotion setzte er seine Ausbildung an der Cornell Universität im Bereich der LC-MS/MS-Atmosphärendruck-Ionisation fort. 1992 trat ... mehr

    Prof. Dr. Eric Bakker

    Jg. 1965, ist Professor der Chemie an der Universität von Genf. Er absolvierte seine Ausbildung an der ETH in Zürich (Schweiz). Nach seiner Promotion führte er seine Studien an der Universität von Michigan in Ann Arbor, USA fort. Seine unabhängige Karriere begann an der Auburn Universität i ... mehr

    Xiaojiang Xie

    Jg. 1986, arbeitet zurzeit an seiner Doktorarbeit in der Forschergruppe von Prof. Eric Bakker an der Universität Genf. Zwischen seinem Bachelorabschluss an der Nanjing-Universität in China und dem Beginn seiner Studien in Genf arbeitete er für ein halbes Jahr bei WuXi AppTech (Shanghai) und ... mehr

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