Bioanalytik – AG Jörg Hofmann

Die Bioanalytikgruppe betreibt eine Metabolomikplattform und eine Proteomikplattform zur qualitativen und quantitativen Analyse von Biomolekülen. Zentrale Projekte schließen gerichtetes und ungerichtetes Metabolit-Profiling ein. Zur Zeit besteht unsere Plattform aus folgenden Komponenten:

Metabolomik Plattform

LC/MS-MS System

• ABI/MDS-Sciex QTRAP-3200 (Massenspektrometer)
• Dionex ICS-3000 Ionenaustausch-HPLC (Metabolitanalyse)
• Dionex ULTIMATE-3000 HPLC (Metabolitanalyse)

Weitere Geräte

• Dionex SUMMIT P680 HPLC (Metabolitanalyse)
• Shimadzu GCMS-QP2010S mit GC-2010 (Fettsäureanalyse)
• Äkta Purifier HPLC (Proteinreinigung)
• Pharmacia P-800 FPLC (Niederdrucksystem)
• Packard Flow Scintillation Analyser (Radioaktive Moleküle)
• BIO-TEK ELISA Mikrotiterplatten-Fotometer (Visuell/Fluoreszenz)
• Goebel UVIKON-XL Spektrofotometer (UV/Vis)

Nutzung

Für die Verwendung der Analyseplattform ist nach vorheriger Absprache unter Beachtung der Nutzungsordnung   (PDF)   ein Probenformular per E-Mail anzufordern, auszufüllen und per E-Mail einzusenden an:   joerg.hofmann (at) fau.de

Das Kernstück unserer LC-MS/MS-Analytikplattform ist ein vielseitig einsetzbares Hybrid-Massenspektrometer des Typs QTRAP-3200. Seine Einsatzstärke ergibt sich aus der Kombination eines dreifach-kaskadierten Massenfilters (Triple-Quadrupole) welches für höchste Selektivität sorgt, mit einer linearen Ionenfalle, welche umfangreiche Möglichkeiten zur Strukturaufklärung bietet. Das Dreifachmassenfilter in Kombination mit speziell gestalteten Schnittstellen der Ionenquelle (Stickstoffvorhang) erlaubt die Analyse relativ stark verunreinigter Proben. Zur Messung instabiler Moleküle lässt sich den Härtegrad der Ionisation beeinflussen, durch Auswahl zweier Ionenquellen ( Gas assisted Electro Spray Ionisation (ESI), Atmospheric pressure chemical ionisation (APCI) ) eine optimale Anpassung an verschiedene Substanzklassen erzielen. Die Ionenquelle erhält einen konstanten Eingangsstrom von Analyten nach Auftrennung in einer Ionenchromatografie-Anlage (ICS-3000) oder eines HPLC-Systems (ULTIMATE-3000).
Die inerte ICS-3000-Anlage eignet sich speziell zur Ionenaustauschchromatografie z.B. von Kohlehydraten und phosphorylierten Intermediaten. Sie erzeugt ein „reaktantfreies“ Laufmittel welches für Massenspektrometrie erforderlich ist und ist mit eigenen Detektoren ausgestattet (Leitfähigkeitsdetektor für z.B. phosphorylierte Intermediate, elektrochemischer Detektor für z.B. Zucker). In Verbindung mit dem QTRAP-Massenspektrometer können wir dieses System für ein gerichtetes Metabolit-Profiling mit hohem Dynamikumfang einer umfangreichen Palette von Verbindungen einsetzen.
Die Kopplung der ULTIMATE-3000-HPLC mit einem UV/Vis Photodiode Array Detector (PDA) ermöglicht eine 3D-Visualisierung von Fluoreszenzsignalen zur schnellen Identifikation und genauen Bestimmung von z.B. Pigmenten wie Carotinoiden oder Chlorophyll.
Ein weiteres HPLC-System (Dionex SUMMIT) ausgestattet mit einem Fluoreszenzdetektor erlaubt die sensitive Messung von Verbindungen wie Tocopherol und (derivatisierter) Aminosäuren mittels Reversed Phase- (RP-)Chromatografie.
Die GC/MS-Anlage (Shimadzu) setzen wir zur Bestimmung von stark hydrophoben Molekülen wie Fettsäuren ein.
Weitere Geräte erweitern unser Methodenspektrum: Simultananalysen grösserer Probenzahlen z.B. zur Zucker-Bestimmung können wir mit einem Mikrotiterplatten-Fotometer (96-well ELISA plate reader) mit Waschgerät und Fluoreszenzdetektor sowie zwei Uvikon UV/Vis-Spektrofotometern durchführen. Ein Flow Scintillation Analyser (Packard) ermöglicht uns radioaktiv markierte Verbindungen nach chromatografischer Auftrennung zu detektieren. Ferner steht uns ein gekühlter Äkta-Purifier (HPLC, General Electric) und eine Pharmacia-FPLC für die Proteinanalytik zur Verfügung.
Diese Ausrüstung erlaubt die parallele Untersuchung von Metaboliten in komplexen Gemischen und unterstützt Projekte zur Erforschung von Interaktionen zwischen Pflanzen und Mikroorganismen sowie des pflanzlichen Primär-Stoffwechsels ( AG S.Sonnewald, AG U.Sonnewald. Daneben werden auch Verbindungen zwischen Pflanzenzellen (Plasmodesmata) auf biochemischer und molekularer Ebene analysiert.

Proteomik Plattform