Neuartige massenspektrometrische Verfahren für die Lignomforschung und Quantifizierung von Lignin

Das Ziel des Fortsetzungsantrags ist die Entwicklung massenspektrometrischer Verfahren für die ?Lignomanalyse“. Das Lignom stellt die Gesamtheit aller Lignin-Verbindungen in einer gegebenen Ligninprobe dar, also alle enthaltenen Monomere, Oligomere und Polymere. Lignin ist eine Hauptkomponente von Holzgew?chsen und nach Zellulose das zweith?ufigste natürliche Polymer. Lignin ist allerdings sehr schwer chemisch und biochemisch abbaubar. Die Depolymerisierung ist aber sehr vielversprechend für die Rückgewinnung wertvoller niedermolekularer Aromaten und für die Erzeugung von Biokraftstoffen. Wir haben im Rahmen der ersten F?rderphase neuartige elektrochemische Ans?tze zur Ligninspaltung unter Verwendung protischer ionischer Flüssigkeiten und effizienter katalytisch-aktiver Elektroden entwickelt. Die massenspektrometrische (MS) Analyse zeigte, dass die elektrochemische Ligninoxidation zu einer extrem gro?en Anzahl von Abbauprodukten führt. Es war mit Hilfe der ultrahochaufl?senden MS m?glich, die über 5000 Reaktionsprodukte analytisch zu charakterisieren und chemischen Substanzklassen zuzuordnen. Im Rahmen des Projektes wurden v?llig neuartige zweidimensionale Visualisierungstechniken entwickelt, mit denen detaillierte Erkenntnisse zu den genauen Reaktionsmechanismen der Umwandlungs- und Abbauprozesse und der Identit?t der Lignin-Spaltprodukten gewonnen werden konnten. Trotz dieser beeindruckenden Fortschritte ist die MS jedoch bis jetzt noch nicht in der Lage, ganze Lignome vollst?ndig zu bestimmen und zeigt Schw?chen bei der Bestimmung sehr gering konzentrierter als auch isomerer und isobarer Ligninspezies, sowie bei der quantitativen Bestimmung von Lignin Untereinheiten in Oligomeren und Polymeren. Im Rahmen des Verl?ngerungsantrags werden neue gezielte MS Techniken für die Lignomanalyse entwickelt, mit deutlich erweiterter analytischer Tiefe, hohem Probendurchsatz und der M?glichkeit, reproduzierbare, quantitative Daten zu erarbeiten. Vor allem die Sequenzierung von Lignin ist aufgrund der Heterogenit?t, der starken Quervernetzung und der fehlenden Wiederholmuster linearer Sequenzen extrem kompliziert und ist bisher nur für kleine Oligomere m?glich. Aus den umfangreichen geplanten Experimenten mit Hilfe eines neuartigen Tandem-MS-Verfahrens, der sog. elektronenaktivierten Dissoziation (ExD), erwarten wir detaillierte 金贝棋牌 zu den verschiedenen Verknüpfungsformen der niedermolekularen Ligninbausteine und damit erweitere Sequenzierungsm?glichkeiten. Um noch bessere Sequenzabdeckung zu erhalten, umfasst unsere Strategie auch die Anwendung der Ionenmobilit?tsspektrometrie, um die zahlreichen isomeren und isobaren Verbindungen in den komplexen Mischungen vor der MSAnalyse aufzutrennen. Des Weiteren werden wir durch erweiterte Datensuche in den komplexen Rohdaten Werkzeuge entwickeln, mit denen sich Lignin-Untereinheiten quantitativ bestimmen und damit Schw?chen existierender nasschemischer Methoden vermeiden lassen.