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Biologisch aktive Sekundärmetabolite aus antarktischen Mikroorganismen

Das Forschungsvorhaben entstand aus der Forschungskooperation unserer beiden Arbeitsgruppen, die in den letzten Jahren auch durch die DFG im Rahmen von Arbeitsaufenthalten Dr. Ivanova s am HKI gefördert wurde. Das Ziel der Arbeiten ist die Untersuchung von Actinomyceten antarktischer Herkunft mit bekannter taxonomischer Zuordnung hinsichtlich ihres Bildungsvermögens für bekannte und neue Sekundärmetabolite unter Einsatz chromatografischer und instrumentalanalytischer Methoden (z.B. LC-MS, ESI-MS/CID-MS/MS). Folgende Ergebnisse werden erwartet:= Isolierung und Strukturaufklärung neuer bioaktiver Strukturen= Gewinnung von Aussagen über die genetischen Reserven antarktischer Actinomyceten bezüglich Bildung von Sekundärmetaboliten.= Gewinnung von Aussagen über die globale Verbreitung von Bildnern häufig vorkommender Sekundärmetabolite von Actinomyceten und Pilzen (z.B. Nactine, Polyether, Anthracycline und sesquiterpenoide Strukturen).

Annotated and filtered molecular formulas associated with dissolved organic matter molecular composition data of exemplary water masses resolved by online LC-FT-Orbitrap-MS

The unique chromatographic behaviour of DOM was investigated on three exemplary water samples representing coastal DOM, oceanic surface DOM and oceanic refractory DOM. Weddell Sea surface (30 m depth, oceanic surface DOM) and deep water (1356 m depth, refractory DOM) was sampled with a rosette sampler on RV Polarstern during ANT XXII/2 (station PS67/006-130, latitude -67.5633, longitude -55.3448) and are described elsewhere (El Naggar et al., 2007; Koch et al., 2008). Coastal DOM is routinely extracted from southern North Sea (latitude 54.1447, longitude 7.8711) and used as an in-house laboratory standard. Mass spectra were obtained with liquid chromatography coupled to a Fourier-transform Orbitrap mass spectrometer (LC-FT-Orbitrap-MS) with negative electrospray ionisation. A Q-Exactive Plus (Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany) was coupled to an ultra-performance liquid chromatography system (UPLC, Vanquish, Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany).Reversed phase chromatography was done with a C18 column (Waters AQUITY 2 x 100 mm, 1.7 µm) column at 0.3 mL min 1 and a linear gradient: A (ultrapure water, 4 mmol L 1 ammonium formate) 2 min: 99 %, 11 min: 0 %, 14.9 min: 99 %; B (MeOH, 4 mmol L 1 ammonium formate) 2 min: 1 %, 11 min: 100 %, 14.5 min 100 %, 14.9 min 1 %. The exact mass lists and intensities of the 1.1 min binned scans were exported with the Xcalibur software package (Thermo Electron Corporation). Scans were calibrated with an in-house script. Molecular formulas were assigned with the following elemental composition: 12C≤∞1H≤∞16O≤∞14N≤232S≤1 within 0.8 ppm mass deviation, and filtered with the Ultra Mass Explorer (UME, www.awi.de/en/ume, (Leefmann et al., 2019)).

Dekontamination mit ueberkritischem Wasser

Es wird die Extraktion mit gleichzeitiger Umwandlung organischer Verunreinigungen (Dieselkraftstoff, Schmieroel, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe u.a.) aus kontaminierten Bodenmaterialien mit ueberkritischem Wasser (Temperatur 374 Grad Celsius, Druck 221 bar) als Loesungsmittel und als Reaktand untersucht. Das Ziel ist dabei zum einen die weitestgehende Reinigung der Bodenmaterialien, zum anderen die Umwandlung problematischer Verunreinigungen in biologisch gut abbaubare Stoffe. Wasser weist unter diesen Bedingungen eine hohe Loesefaehigkeit und Reaktionsfaehigkeit gegenueber organischen Substanzen auf. Das fluide Gemisch aus ueberkritischem Wasser und geloesten organischen Substanzen laesst sich leicht von dem festen Bodenmaterial abtrennen; die erzeugten Abwaesser koennen anschliessend biologisch weiterbehandelt werden. Fuer die Untersuchungen steht eine Laboranlage mit 500 ml Feststoffvolumen sowie eine kontinuierlich betriebene Extraktionseinheit zur Verfuegung. Die Extraktion und die Reaktionen werden durch Probenahme und anschliessende chromatographische Analyse verfolgt.

Raw mass spectrometric data to dissolved organic matter molecular composition data of exemplary water masses resolved by online LC-FT-ICR-MS

The unique chromatographic behaviour of DOM was investigated on three exemplary water samples representing coastal DOM, oceanic surface DOM and oceanic refractory DOM. Weddell Sea surface (30 m depth, oceanic surface DOM) and deep water (1356 m depth, refractory DOM) was sampled with a rosette sampler on RV Polarstern during ANT XXII/2 (station PS67/006-130, latitude -67.5633, longitude -55.3448) and are described elsewhere (El Naggar et al., 2007; Koch et al., 2008). Coastal DOM is routinely extracted from southern North Sea (latitude 54.1447, longitude 7.8711) and used as an in-house laboratory standard. Mass spectra were obtained with liquid chromatography coupled to a Fourier-transform ion cyclotron resonance mass spectrometer (LC-FT-ICR-MS) with negative electrospray ionisation. A 7 Tesla scimaX MRMS system (Bruker Daltonics GmbH & Co. KG, Bremen, Germany) was coupled to an ultra-performance liquid chromatography system (UPLC, Elute LC, Bruker Daltonics GmbH & Co. KG, Bremen, Germany). Reversed phase chromatography was done with a C18 column (Waters AQUITY 2 x 100 mm, 1.7 µm) column at 0.3 mL min 1 and a linear gradient: A (ultrapure water, 4 mmol L 1 ammonium formate) 2 min: 99 %, 11 min: 0 %, 14.9 min: 99 %; B (MeOH, 4 mmol L 1 ammonium formate) 2 min: 1 %, 11 min: 100 %, 14.5 min 100 %, 14.9 min 1 %. The exact mass lists and intensities of the 1.1 min binned scans were exported with the DataAnalysis 5.3 software package (Bruker Daltonics GmbH & Co. KG, Bremen, Germany).

Dissolved organic matter molecular composition data of exemplary marine water masses resolved by online LC-MS

The unique chromatographic behaviour of DOM was investigated on three exemplary water samples representing coastal DOM, oceanic surface DOM and oceanic refractory DOM. Weddell Sea surface (30 m depth, oceanic surface DOM) and deep water (1356 m depth, refractory DOM) was sampled with a rosette sampler on RV Polarstern during ANT XXII/2 (station PS67/006-130, latitude -67.5633, longitude -55.3448) and are described elsewhere (El Naggar et al., 2007; Koch et al., 2008). 160 L sea water was filtered with 0.2 µm filter cartridges, acidified to pH 2 and pumped through 60 mL solid phase extraction cartridges (PPL, 5 g). DOM was eluted with 40 mL MeOH and stored at -18 °C. Coastal DOM is routinely extracted from southern North Sea (latitude 54.1447, longitude 7.8711) and used as an in-house laboratory standard. Sea water was filtered over 0.2 µm PTFE (Whatman), acidified to pH 2 and extracted with PPL cartridges. After elution with methanol, extracts are stored at -18 °C until measurement to minimize esterification (Flerus et al., 2011). The molecular composition was obtained by two mass spectrometric platforms with negative electrospray ionisation: 1) Fourier Transform Orbitrap mass spectrometer (FT-Orbitrap-MS; Q-Exactive Plus, Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany) coupled to ultra-high performance liquid chromatography (UPLC, Vanquish, Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany); 2) Fourier-transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR-MS; 7 Tesla scimaX MRMS system, Bruker Daltonics GmbH & Co. KG, Bremen, Germany) coupled to UPLC (Elute LC, Bruker Daltonics GmbH & Co. KG, Bremen, Germany). Reversed phase chromatography was done with a C18 column (Waters AQUITY 2 x 100 mm, 1.7 µm) column at 0.3 mL min 1 and a linear gradient: A (ultrapure water, 4 mmol L 1 ammonium formate) 2 min: 99 %, 11 min: 0 %, 14.9 min: 99 %; B (MeOH, 4 mmol L 1 ammonium formate) 2 min: 1 %, 11 min: 100 %, 14.5 min 100 %, 14.9 min 1 %.

Klassifizierung von HULIS Kohlenstoff verschiedener atmosphärischer Prägung mittels 2-D offline Chromatographie

Atmosphärische Partikel enthalten innerhalb ihrer organischen Fraktion einen bedeutenden Anteil sogenannter 'huminähnlicher' Verbindungen (humic like substances, HULIS). Zur chemischen Zusammensetzung dieser Fraktion ist nur relativ wenig bekannt. Trenntechniken wie Umkehrphasenchromatographie oder Kapillarelektrophorese erlauben keine umfassende Trennung dieser komplex zusammengesetzten Fraktion, weshalb im vorliegenden Projekt die Anwendung einer 2-dimensionalen Trennung nach Polarität (Umkehrphasenchromatographie) und molekularer Größe (Größenausschlusschromatographie) vorgeschlagen wird. Die Kopplung der beiden Dimensionen soll offline geschehen und die erhaltenen Fraktionen gesammelt werden, um davon den Gesamtkohlenstoffgehalt (total organic carbon, TOC), die UV-VIS Absorption, sowie die Elementarzusammensetzung einzelner charakteristischer Substanzen mittels Flugzeitmassenspektrometrie zu bestimmen. Proben von verschieden geprägten Sammelorten (europäischer Hintergrund, asiatische Megacity, ländlich mit starkem Biomasseverbrennungseinfluss) sollen analysiert werden, um anschliessend Muster im zweidimensionalen Raum Polarität vs. Größe finden und vergleichen zu können. Weiterhin sollen die Ergebnisse der offline Charakterisierung mit (außerhalb des Projektes) gewonnenen Daten eines online-Aerosolmassenspektrometers verglichen werden. Die Ergebnisse sollen ein besseres Verständnis zu Konzentration, Zusammensetzung und möglichen Quellen der wichtigen HULIS-Fraktion atmosphärischer Partikel ermöglichen.

Bestimmung von Anionen in Lebensmitteln

Entwicklung einer einfachen und raschen Methode fuer die Bestimmung von Nitrat und anderen Anionen in biologischen Matrices. Methode: Ionenchromatographie mit vorgaengiger Extraktion.

Modellregion Bioökonomie im Rheinischen Revier: (Modellregion, Phase 1, Bio4MatPro: Boostlab 6 - 2 - HoLoPep) : Die biotechnologische Herstellung von Biopeptiden als nachhaltige Additive in Klebstoffen und/oder Wasch-/Reinigungsmitteln, in einem technisch-kommerziell sinnvollen Maßstab, Teilprojekt Bx

Modellregion Bioökonomie im Rheinischen Revier: (Modellregion, Phase 1, Bio4MatPro: Boostlab 6 - 2 - HoLoPep) : Die biotechnologische Herstellung von Biopeptiden als nachhaltige Additive in Klebstoffen und/oder Wasch-/Reinigungsmitteln, in einem technisch-kommerziell sinnvollen Maßstab, Teilprojekt C

Vorkommen und Bildungsbedingungen sowie Bestimmung von Patulin und Aflatoxinen in Lebensmitteln pflanzlicher Herkunft, Mykotoxine bei pflanzlichen Ernteprodukten

a) Kommen unter bei uns ueblichen Lagerbedingungen bei Kartoffeln, Gemuese und Obst nach Pilzbefall Toxine vor? b) Infektion von Erntegut mit bekannten Pilzen, Lagerung und chromatographische Identifizierung der Toxine. c) Lagerversuche und Studium der Bildungsbedingungen der Toxine.

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