Analytische Chemie Trainings-Center für Trenntechniken an der Uni Duisburg-Essen eröffnet

Die Anforderungen an die moderne Analytische Chemie nehmen stetig zu. Tiefgreifendes Wissen um Trenn- und Detektionstechniken ist daher auf dem Arbeitsmarkt schwer gefragt. Die Universität Duisburg-Essen adressiert genau diese Anforderung nun mit einem hochmodernen Trainingslabor.

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Universität Duisburg-Essen Fakultät für Chemie, Analytische Chemie

Die Ironie liegt oft im Detail: „Ausgerechnet an einer Universität der Integration ein Trainings-Center für Separation zu eröffnen, geht mir schon ein wenig schwer über die Lippen“, sagte Prof. Dr. Ulrich Radtke, Rektor der Universität Duisburg-Essen (UDE) schmunzelnd als er die Gäste der feierlichen Eröffnung des neuen „Teaching and Research Center for Separation" (TRC) Anfang Juli in Essen begrüßte. Doch ist dieser Standort gut gewählt, denn Trenn- und Detektionstechniken bilden die Basis der Analytischen Chemie und sie die Basis für unzählige Berufe, die ein Chemiker auszuüben in der Lage ist. Oder sollte man sagen – auszuüben in der Lage sein sollte? Denn um die Ausbildung im Bereich Analytische Chemie ist es in Deutschland eher schlecht bestellt. Studenten werden hierzulande zumeist in anorganischer, organischer oder aber physikalischer Chemie ausgebildet. Die wichtige Schnittstellen-Wissenschaft Analytische Chemie ist jedoch an den meisten Hochschulen nicht als eigener Lehrstuhl vertreten.

Nicht so in Essen. Die UDE leistet sich mit dem Lehrstuhl für Instrumentelle Analytische Chemie von Prof. Dr. Torsten C. Schmidt und dem Lehrstuhl für Angewandte Analytische Chemie von Prof. Dr. Oliver J. Schmitz sogar zwei volle Professuren – in Deutschland einzigartig.

Ausbildung in Analytischer Chemie verbessern

Die Ausbildung in Analytischer Chemie weiter zu verbessern, war auch die Intention von Prof. Schmitz, als er Ende 2017 mit seiner Idee, an der UDE ein Trainings-Center für Trenntechniken zur Ausbildung und Schulung von Studenten und Industriemitarbeitern einzurichten, an Dr. Stefan Schütte, Vice President und General Manager der Abteilung Liquid Phase Separations bei Agilent Technologies herantrat. „Basierend auf dem Vertrauen zu Prof. Schmitz, das über die letzten sechs Jahre und verschiedene erfolgreiche gemeinsame Projekte gewachsen ist, war ich sofort begeistert “, erinnert sich Schütte. Und so ist mit Unterstützung von Agilent in nur sieben Monaten ein mit zahlreichen hochmodernen Analysengeräten von Agilent eingerichtetes Labor entstanden. Bereits vom 12. bis 16. 11. 2018 findet dort gewissermaßen als Premiere der „Grundkurs Flüssigchromatographie“ statt. Weitere bis 2019 geplante Kurse sind ein Aufbaukurs LC, sowie Kurse zur 1D- und 2D-GC bzw. 2D-LC, zur GC-MS, zur LC-MS sowie zur ICP-OES, ICP-MS und CE. (s. auch www.trc-separation.com).

Schneller von der wissenschaftlichen Entdeckung zur praktischen Applikation

„Die Vereinbarung von Agilent mit der UDE fördert die fortgesetzte Zusammenarbeit von akademischer Forschung und Industrie, um wesentliche Herausforderungen in der Forschung in Bereichen wie Biomedizin, Nanotechnologie und anderen Biowissenschaften zu adressieren.“, sagt Schütte. „Wir gehen davon aus, dass ein breites Teilen von Wissen und Expertise helfen wird, die Zeitspanne zwischen wissenschaftlicher Entdeckung und praktischer Applikation zu verkürzen.“ Für Agilent ist das neue TRC das fünfte „Agilent Center of Excellence“ weltweit, neben dem Imperial College London das zweite in Europa.

Kursteilnehmern und Forschenden stehen im neuen TRC künftig u.a. ein 1260 Infinity II Prime LC (mit FLD), ein 1260 Infinity II SFC (mit ELSD), ein 1290 Infinity II LC (mit HDR-DAD), ein 1290 Infinity II 2D-LC (mit DAD), ein Ultivo LC/QQQ-MS mit online-SPE, ein 1260 Infinity II LC, ein 6545 QToF mit 1260 Infinity II Prime LC, ein 9000 Intuvo GC mit FID und Autosampler, ein 7250 GC/Q-TOF, ein 7000 GC/QQQ mit Intuvo 9000 GC, ein 7900 ICP-MS zur LC-Kopplung sowie ein 5110 ICP-OES zum Forschen und Lernen zur Verfügung.

Per On-line SPE-Ultivo Triplequad-LC-MS zu den Anfängen des Lebens

Neben externen Studenten und Industriemitarbeitern steht das Labor natürlich auch Studierenden und Forschern der UDE selbst zur Verfügung. Eines der Projekte an der UDE, die von den neuen instrumentellen Möglichkeiten am TRC profitieren werden, arbeitet beispielsweise an einem aktuellen Modell für die Entstehung des Lebens. Die Arbeitskreise um die UDE-Professoren Christian Mayer, Ulrich Schreiber und Oliver J. Schmitz entwickelt dazu derzeit ein stabiles, selbst-reproduzierendes und selbst-optimierendes System. Dieses System besteht in der Wechselbeziehung zweier zyklischer Prozesse: ein Prozess periodischer Vesikelbildung und ein Prozess, bei dem Peptide im Gleichgewicht mit deren Grundbausteinen, den Aminosäuren stehen. Inzwischen konnten die Forscher zeigen, dass Strukturen, die sich aus der Kombination beider Prozesse entwickeln, ihre eigene strukturelle und chemische Evolution durchlaufen. Die hierbei gebildeten Peptide liegen in einem weiten Konzentrationsbereich vor und reichen von einfachen Tripeptiden bis zu kleineren Oligopeptiden (< 10 Aminosäuren). Mit Hilfe der on-line SPE-Ultivo Triplequad-LC-MS können die Wissenschaftler nun sensitiv die gebildeten Tripeptide analysieren und durch Fragmentierung wichtige Anhaltspunkte der Aminosäuresequenz erhalten.

Ein anderes aktuelles Projekt befasst sich mit der Erstellung chromatographischer Fingerabdrücke pflanzlicher Heilmittel, die traditionell von ethnischen Minderheiten in den nordwestlichen Regionen Vietnams zum Schutz von Leber und Galle bzw. zum Heilen entsprechender Erkrankungen eingesetzt werden. Da es sich dabei um extrem komplexe Proben handelt, soll eine neuartige fünfdimensionale Analysenmethode etabliert werden. Diese besteht aus einer zweidimensionalen Chromatographie (LC+LC und GC+GC), der Kopplung mit der Ionenmobilitätsspektrometrie und einem qTOF-MS System.

Wieder andere Projekte befassen sich derzeit beispielsweise mit der GC/Q-TOF-Analyse von Biofilmen oder der spezifischen und sensitiven Analyse archeanischer Quarzmineralien mit dem Intuvo 9000 GC, um Mechanismen einer chemischen Evolution am Anfang allen Lebens auf unserer Erde besser zu verstehen.

* Dr. I. Ottleben Redaktion LABORPRAXIS E-Mail: ilka.ottleben@vogel.de

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