Heidke, Inken (geb. Hitzemann)

seit 06/2015
07/2017 - 04/2015 04/2012 - 09/2012 10/2008 - 04/2015
09/2007 - 09/2008
07/2007
Doktorandin
Diplomarbeit im AK Hoffmann an der JGU Mainz
Titel der Arbeit: Entwicklung einer Methode zur Analyse von Fettsäuren und Ligningphenolen in Speläothemen mittels HPLC-ESI-MS
Erasmusaufenthalt im Trace Element Speciation Laboratory (TESLA) der University of Aberdeen, Schottland
Studium der Chemie (Dipl.) an der JGU Mainz
Freiwilliges Soziales Jahr in Frankreich
Abitur in Göttingen

Kontakt
Gebäude 2224 / Raum 03-136
Tel.: +49 6131 39-25877
Email: inken.hitzemann@uni-mainz.de

Entwicklung einer Methode zur Spurenanalyse von Lignin-Oxidationsprodukten in Speläothemen mittels UHPLC-ESI-HRMS

Speläotheme dienen als Paläoklimaarchive. In den über Jahrtausende ungestört wachsenden Tropfsteinen werden sowohl Spurenelemente und Isotopenmuster als auch organische Verbindungen, die z. B. aus der Vegetation oberhalb der Höhle stammen, konserviert. Durch die Analyse dieser Markerverbindungen können Informationen über die Vegetations- und Klimaverhältnisse in der Vergangenheit erhalten werden.

Lignin ist ein Biopolymer, das in allen Gefäßpflanzen vorkommt und einen Hauptbestandteil von Holz darstellt. Durch mikrobielle Abbauprozesse im Boden sowie den Transport durch versickerndes Niederschlagswasser gelangen Ligninpartikel in die Höhle und werden in den Stalagmiten eingelagert.

Durch einen alkalischen, oxidativen Aufschluss kann das Ligninpolymer in seine Monomereinheiten, auch Lignin-Oxidationsprodukte (LOPs) genannt, gespalten werden. Dabei handelt es sich um phenolische Carbonsäuren, Aldehyde und Ketone, die sich in vier Gruppen einteilen lassen: die Vanillyl-, die Syringyl, die p-Hydroxybenzyl- und die Cumarylgruppe. Das Verhältnis dieser vier Gruppen zueinander lässt Rückschlüsse auf die Art der Vegetation zu, aus der das Lignin stammt (z. B. Laubbäume, Nadelbäume oder Gräser).

Die Analyse von Lignin-Oxidationsprodukten als Vegetationsmarker wird bereits in Sedimenten sowie Fluss- und Meerwasserproben erfolgreich angewendet. Bei den Speläothemen dagegen beschränken sich die Studien bisher zumeist auf anorganische Analyten und Isotopen; die Erforschung der organischen Biomarker steht noch am Anfang und konzentriert sich bisher meist auf Lipide.

Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Optimierung einer Methode zur Analyse von Lignin in Stalagmiten. Dazu gehören die Extraktion des Lignins aus den Stalagmitproben, der Aufschluss des Ligninpolymers, die Anreicherung der LOPs mittels Festphasenextraktion (SPE) sowie die Analyse der LOPs mittels UHPLC-ESI-HRMS. Dabei werden insbesondere eine Verbesserung der Reproduzierbarkeit aller Probenvorbereitungsschritte sowie eine Verringerung der benötigten Probenmenge angestrebt. Dazu werden auch alternative Aufschlussmethoden, z. B. mittels Elektrolyse, getestet.

Forschungsinteressen

Organische Spurenanalytik, Lignin, Probenvorbereitung, LC-MS, Methodenentwicklung und –validierung, Paläoklimaveränderungen, Organische Biomarker, Elektrochemie