Die Gründung einer Medizinischen Fakultät an der JKU führte auch am Institut für Analytische Chemie zu verstärktem Interesse an klinisch relevanten Themen. Hauptziele der gegenwärtigen und zukünftigen Zusammenarbeit mit den Einrichtungen der "Kepler Universitätsklinik" sind die gemeinsame Entwicklung von analytischen Techniken für den Einsatz in der medizinischen Forschung und klinischen Diagnostik.

Analytische Methoden für klinisch relevante Fragestellungen, die am Institut für Analytische Chemie entwickelt wurden, umfassen unter anderem:

• HPLC-MS und HPLC-MS² Methoden zur Analyse von Wirkstoffen in Körperflüssigkeiten
• GC-MS-Methoden mit anspruchsvollen Probenvorbehandlungsverfahren für die klinische Analyse
• Verwendung von Kapillarzonenelektrophorese gekoppelt mit hochauflösender MS zur Verwendung in der klinischen Forschung

Der Einsatz von Arzneimitteln in der Human- und Veterinärmedizin hat in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich zugenommen. Ein negativer Nebeneffekt dieser Entwicklung ist die Tatsache, dass pharmazeutisch aktive Inhaltsstoffe (AI) in das aquatische System gelangt sind. Häufige Quellen für die Wasserverschmutzung durch AI sind die unvollständige Aufnahme durch den menschlichen Körper (so werden nicht metabolisierte Wirkstoffe ausgeschieden), wirkstoffhaltige Gele und Lotionen (die äußerlich angewendet und bei der Körperpflege abgewaschen werden) und leider auch die unsachgemäße Entsorgung von Arzneimitteln. Obwohl verunreinigtes kommunales Abwasser in Kläranlagen behandelt wird, können die meisten dieser Stoffe mittels dieser Anlagen nicht vollständig entfernt werden. Wenn kontaminiertes Wasser zur Bewässerung in der Landwirtschaft verwendet wird, kommen Pflanzen in direkten Kontakt mit diesen AI. Pflanzen können diese Substanzen aufnehmen und metabolisieren, was ein potenzielles Risiko für Verbraucher darstellen kann wenn essbare Pflanzen betroffen sind.

In diesem Bereich liegt der Schwerpunkt unserer Untersuchungen auf:

• Entwicklung von analytischen Methoden zur Bestimmung von Arzneimitteln und arzneimittelbezogenen Produkten in Pflanzen
• Untersuchungen zur Metabolisierung von Arzneimitteln in Pflanzen und zum Nachweis von Metaboliten im Spurenbereich
• Aufklärung der entsprechenden Stoffwechselvorgänge und Etablierung eines Schema für die Wirkstoff-Metabolisierung in Pflanzen

Kunststoffprodukte gehören zu unserem täglichen Leben. Zur Verbesserung der Qualität von derartigen Produkten müssen Basispolymere (Polypropylen, Polyethylen, Polyethylterephthalat, Polycarbonat, Polystyrol, ...) durch Additive ergänzt werden. Eine wichtige Untergruppe dieser Additive sind Stabilisatoren, die eingesetzt werden um eine ausreichende Beständigkeit des Polymers gegen Umwelteinflüsse wie UV-Strahlung, Wärme oder oxidative Atmosphäre zu erreichen.

Wir entwickeln analytische Methoden zur Charakterisierung und Bestimmung dieser Stabilisatoren für:

• Qualitätskontrolle von Polymerprodukten
• Alterungsstudien an Polymerprodukten
• Untersuchungen zum Produktversagen
• Entwicklung neuer, wirksamerer Additive

Extrakte aus Naturstoffen können sehr komplexe Gemische sein, wobei sich in verschiedenen Teilen einer Pflanze (Blätter, Samen, Früchte, Rinde) oft unterschiedliche Verbindungen in unterschiedlichen Mengen finden. Um diese Pflanzeninhaltsstoffe zu trennen und nachzuweisen, ist Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) in Kombination mit hochauflösender Massenspektrometrie (HRMS) erforderlich. Die analytischen Methoden zur Extraktion, Trennung und HRMS-Detektion verschiedener Pflanzen müssen in Abhängigkeit von der Polarität der zu untersuchenden Verbindungen und der Komplexität der Extrakte optimiert werden.

Diese optimierten analytischen Methoden werden verwendet um:

• Inhaltsstoffe von Pflanzen zu charakterisieren, um deren Ursprung zuzuordnen und verschiedene Teile der Pflanze zu vergleichen
• Verfälschungen und Betrug (z.B. für als Nahrungsmittel verwendete Pflanzen) aufzudecken
• Pflanzeninhaltstoffen zu identifizieren und zu quantifizieren, wobei toxische Verbindungen hier die Hauptziele sind.
• Mechanismen aufzuklären, die es Tieren in manchen Fällen erlauben sich von giftigen Pflanzen zu ernähren und Inhaltsstoffe zu entgiften.