Hochauflösende kernmagnetische Resonanzspektroskopie für Analyse kleinster Stoffwechselprodukte |
 Bildgebende Verfahren gehören zu den essenziellen Methoden in Medizin und Forschung. Sie gewähren detaillierte Einblicke in die Strukturen von Organismen, Organen und Geweben. Informationen zum Stoffwechsel liefern diese Methoden meist nur begrenzt. Hier wollen Professor Karsten Seeger vom Institut für Chemie und Metabolomics der Universität zu Lübeck und Professor Silvio Waschina vom Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel gemeinsam ansetzen.
Professor Karsten Seeger vom Institut für Chemie und Metabolomics
der Universität zu Lübeck und Professor Silvio Waschina vom Institut für
Humanernährung und Lebensmittelkunde der
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel haben ein neues Verfahren
entwickelt, um mithilfe hochauflösender kernmagnetischer
Resonanzspektroskopie kleinste Stoffwechselprodukte aus größeren Proben
zu gewinnen und sichtbar zu machen.
Im Zusammenhang mit der
Analyse von Stoffwechselprodukten hört man zunehmend den Begriff
„Metabolomics“. Dieses innovative Forschungsgebiet findet in der
Diagnose von Krankheiten aber auch bei der Untersuchung von
Lebensmitteln Anwendung. So kann z.B. die Herkunft von Wein oder
Fruchtsäften überprüft werden. Mittels kernmagnetischer
Resonanzspektroskopie – einer analytischen Methode, die mit sehr starken
Magneten arbeitet – lassen sich Moleküle des Stoffwechsels sehr gut
untersuchen. Für Unter-suchungen von Geweben müssen diese Verbindungen
aber aus den Proben isoliert wer-den, was sehr langwierig und
arbeitsintensiv ist. „Wir haben einen Ansatz entwickelt, mit dem wir
sowohl die Probennahme, als auch die Isolierung der Moleküle und die
Messung in einem Gefäß durchführen“ erklärt Karsten Seeger vom Lübecker
Institut für Chemie und Metabolomics. Das ermöglicht es den Forschenden
eine Vielzahl von Proben zu ge-winnen und zu messen. Getestet wurde der
Ansatz mit einer Scheibe Bierschinken und ei-ner Scheibe
„Bärchen-Wurst“.
Die Forscher verwendeten Wurstscheiben als
Modell zur Erprobung der neuen Methode, da die einzelnen Bereiche
farblich bereits mit dem bloßen Auge unterscheidbar sind. Die Daten aus
den Messungen wurden anschließend statisch ausgewertet. „Das liefert uns
Informationen, welche Moleküle und wie viel davon in einer Probe
enthalten sind.“ erläutert Silvio Waschina vom Institut für
Humanernährung und Lebensmittelkunde und Mitglied des Excellenzclusters
„Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen“ (PMI) in
Kiel. Anhand dieser Daten wird jeder Probe eine Farbe zugewiesen und
dann – wie bei Steckperlen – zu einem Bild zusammengesetzt. Auch wenn
die Auflösung der Bilder aktuell noch pixelig wirkt, sind die jeweiligen
Bereiche bereits deutlich erkennbar. „Es war sehr aufregend zu sehen,
dass es funktioniert hat“ sind sich beide Wissenschaftler einig. Als
nächstes möchten sie die Bilder mit einer höheren Auflösung aufnehmen
und auf Gewebeschnitte ausweiten. Eine zukünftige Anwendung der Methodik
zur Bildgebung von Stoffwechselprodukten sehen die Forschenden
insbesondere in der Medizin, z.B. für das bessere Verständnis von
bestimmten Krankheiten, bei denen krankes Gewebe den Stoffwechsel im
umliegenden Gewebe beeinflusst.
Den Artikel finden Sie unter:
https://www.uni-luebeck.de/aktuelles/pressemitteilung/artikel/neues-bildgebungsverfahren-fuer-stoffwechselprodukte.html
Quelle: Universität zu Lübeck (11/2022)
Publikation: Die Originalpublikation ist abrufbar unter https://doi.org/10.1016/j.aca.2022.340419 Waschina
S, Seeger K.: Using in-tube extraction and slice selective NMR
experiments allow imaging via statistical analysis of metabolic
profiles. Analytica Chimica Acta. 2022 1231:340419 |