Einsatz der akustischen Levitation zur Etablierung einer vollst?ndig integrierten "Lab-in-a- Droplet"-Plattform: Kombination von in stillo Probenvorbereitung und direkter massenspektrometrischer Analyse

Das Ziel des Forschungsantrags ist die Entwicklung eines vollst?ndig integrierten, Tropfen-basierten analytischen Workflows, inklusive Probenvorbereitung, für biologische Proben, welcher alle Arbeitsschritte innerhalb eines einzigen akustisch levitierten Tropfens durchführt. Ein schwebender Tropfen bietet einzigartige Vorteile in chemischen Anwendungen, wie z.B. kleine Substanzmenge, geringer Reagenzverbrauch und minimale Verunreinigungsgefahr. Hinzu kommt, dass in kleinen Tropfen Mischvorg?nge und chemische Reaktionen deutlich schneller ablaufen als in normalen Reaktionsgef??en. Gleichzeitig ist ein Tropfen mit einem Volumen von wenigen Mikroliter kompatibel mit etablierten analytischen Verfahren. Levitierte Tropfen wurden zwar in der Vergangenheit bereits für direkte spektroskopische und massenspektrometrische Analyse eingesetzt. Diese waren aber ausschlie?lich auf einfache, l?sungsmittelbasierte Systeme beschr?nkt, nicht auf komplexe biologische Proben, die teilweise aufwendige Probenaufbereitung ben?tigen. Solche Analysen mittels akustischer Levitation sind bisher noch nicht beschrieben worden. Das Hauptziel dieses Antrags ist daher die Integration eines vollst?ndigen analytischen Workflows innerhalb eines einzigen levitierten Tropfens, d.h. Probenvorbereitung, -extraktion und massenspektrometrische Bestimmung, bei der alle Arbeitsschritte in einem Einachsen-Levitator sequentiell durchgeführt werden. Dabei profitiert diese Sequenz von den o.a. Vorteilen bzgl. der Probemenge, Geschwindigkeit und Kontamination. Für diesen Antrag sind dabei besonders Flüssig/flüssig- und Festphasenextraktionen, Proteinf?llungen und chemische Derivatisierungen wichtig, die alle in dem nur wenige Mikroliter fassenden Tropfen stattfinden. Der resultierende Extrakt wird abschlie?end direkt mittels Massenspektrometrie gemessen. Die geplanten Anwendungen sind im Bereich der Wirkstoff- und Vitaminanalytik in Blutserum, sowie in der Analytik von w?ssrigen Umweltproben.