Dit betreft onder andere meer-dimensionale scheidingsmethoden en koppelingen van scheidingsmethoden met spectroscopische analysetechnieken als massaspectrometrie. Voor de verwerking van de enorme data stromen gegenereerd door de samengestelde meetinstrumenten worden nieuwe chemometrische methoden ontwikkeld. Veel onderzoek is multidisciplinair en vindt plaats in samenwerking met externe instituten en ziekenhuizen waar gedetailleerde informatie over de samenstelling van complexe monsters nodig is.

Belangrijke technieken in het onderzoek zijn onder andere enkelvoudige en meer-dimensionale chromatografie, electroforese en de eerder genoemde techniek massaspectrometrie. Daarnaast worden moleculaire omzettingstechnieken zoals pyrolyse en thermochemolyse toegepast om macromoleculen ook op het niveau van de individuele bouwstenen te kunnen bestuderen.

Analytische chemie op locatie

Biomacromoleculen zijn door de natuur gemaakte grote moleculen. Het bekendst zijn eiwitten en polysacchariden. Deze stoffen spelen een belangrijke rol onder andere in voeding, gezondheid en kleding. Biomacromoleculen zijn uitermate complex. Dit maakt het begrijpen van hun invloed op de eigenschappen van de systemen waarin ze voorkomen nagenoeg onmogelijk.

Nieuwe technieken zijn nodig om dat op het gewenste niveau te kunnen doen. Technieken die bij voorkeur ook buiten het laboratorium in te zetten zijn. Metingen aan het bed van de patiënt, in de keuken of in het veld, uitgevoerd door artsen, douaniers of politieagenten in plaats van hoogopgeleide chemici. In samenwerking met internationale specialisten is het gelukt een grotendeels geautomatiseerde methode voor de diagnose van Tuberculose, een van de meest voorkomende ziekten in ontwikkelingslanden, te ontwikkelen. Dit is een belangrijk stap in de ontwikkeling van draagbare apparatuur voor diagnose van deze en andere ziekten in minder ontwikkelde gebieden.

Gedetailleerde vingerafdrukken

In het onderzoek worden de moleculen in het te karakteriseren monster met moderne chromatografische methoden gescheiden op grond van hun polariteit of grootte. Zo wordt een eerste ‘vingerafdruk’ van het monster verkregen. Met snelle chemische of thermische omzettingstechnieken worden de intacte moleculen vervolgens omgezet in hun bouwstenen die in een tweede- of eventueel zelfs derde dimensie verder gekarakteriseerd worden.

Op deze wijze worden zeer karakteristieke patronen verkregen die met chemometrische methoden gecorreleerd kunnen worden met eigenschappen van het systeem zoals ziekte, kwaliteit, voedingsstatus etc. Ons onderzoeksteam is uniek in de combinatie van de diverse analytisch chemische methoden en combinatie met statistiek en chemometrie. De door ons ontwikkelde methoden vinden nu reeds breed toepassing bij de ontwikkeling van nieuwe materialen, bij de bestudering van eigenschappen van voedingsmiddelen alsmede bij de diagnose van besmettingsziekten.

Contact

Prof. dr. ir. Hans-Gerd Janssen, e-mail: j.g.m.janssen@uva.nl

Referentie

Extending the molecular application range of gas chromatography’, E. Kaal and H.-G. Janssen, J. Chromatogr. A., 1184, 43–60.