Prof. Dr. Heinrich Hühnerfuß

Na dôchodku

AK kuracie stehno

adresa

Kontakt

životopis

narodený vo Wilsteri („perla západného pobrežia, mesto architektonických pamiatok“), štát Šlezvicko-Holštajnsko (Nemecko);

1963-1971 Univerzita v Hamburgu,

1971 Dr. rer. nat. (pod vedením prof. Wolfganga Waltera); 1986 habilitácia;

1991 venia legendi („Privatdozent“); 1996 profesor na univerzite v Hamburgu

Ženatý s: Erika Hühnerfuss
deti: Natalie Hühnerfuss; DR. Katja Hühnerfuss
vnuci: Bjarne Hühnerfuss

Člen združenia Arizona Route 66

výskum

Ekotoxikológia

Ekotoxikológia skúma účinky chemických látok na biologické systémy, ako sú rastliny, zvieratá, baktérie alebo celé ekosystémy. Tento interdisciplinárny výskum sa zameriava na vytvorenie vzťahov medzi dávkou a reakciou medzi koncentráciou konkrétnej zlúčeniny a pozorovaným účinkom. Získané poznatky sa uplatňujú na jednej strane pri bežnom monitorovaní ekosystémov, na druhej strane pri registrácii nových a hodnotení starých chemikálií. V našej výskumnej skupine bolo v tomto predmete špeciálne zamerané na rôzne účinky HCH-enantiomérov, ktoré vykazujú inú schopnosť prekonať ľudskú hematoencefalickú bariéru. Z tohto dôvodu je potrebné veľmi opatrne zvážiť toxikologický vplyv každého enantioméru. Viac podrobností nájdete na stránke o chirality. Len nedávno vyšla kniha zaoberajúca sa práve týmito aspektmi: Chirálne znečisťujúce látky v prostredí - stopová analýza a ekotoxikológia .

V súčasnosti pracujeme na kombinácii našich analytických metód s biologickým testovaním, takzvanou bioanalýzou zameranou na chemickú analýzu. Táto stratégia sa doteraz uplatňovala na vzorky vody z rieky Labe (diplomová práca, Ninja Reineke) a v súčasnosti sa rozširuje na vzorky sedimentov zo Severného mora. Sme súčasťou interdisciplinárneho projektu na univerzite v Hamburgu: Projekt ISIS (Identifikácia kontaminantov viazaných na sediment: analytika riadená toxicitou; 2000-2002) spája vedomosti z chémie, biológie a toxikológie, pretože sa na tomto projekte zúčastňujú rôzne inštitúcie v Hamburgu (pozri nižšie).

Použitou frakcionáciou zameranou na biologické skúšky by malo byť možné získať prehľad o účinkoch spôsobených škodlivými látkami v zložitej zložke životného prostredia. Jedným z problémov, ktorým je potrebné čeliť, je diferenciácia medzi prírodnými účinkami biogénnych zlúčenín a účinkami spôsobenými ľudskou činnosťou. Viac podrobností nájdete tu.

Partneri spoločnosti Projekt ISIS sú nasledujúce:

Analýza bioty

Základná koncepcia tohto experimentálneho prístupu je založená na predpoklade, že k enzymatickej transformácii chirálnych xenobiotík môže dochádzať vysoko enantioselektívne, čo vedie k enantiomérnym prebytkom, zatiaľ čo sa predpokladá, že abiotické procesy povedú k produktom racemickej transformácie, ak materské zlúčeniny vstupujú do životného prostredia ako racematy. Záverom by mala enantioselektívna chromatografia extraktov vzoriek z prostredia odhaliť procesy biotickej a abiotickej transformácie.

V roku 1991 pracovná skupina profesora Hühnerfuss (Kallenborn et al., 1991, pozri úplný zoznam referencií) ako prvá informovala o úspešnom uplatňovaní enantioselektívna plynová chromatografia (GC) na extrakty z bioty s cieľom skúmať enantioselektívny metabolizmus alfa-HCH v organizmoch rôznych trofických úrovní. Autori získali kačice morské (Somateria mollissima (L.)) z útočiska pre voľne žijúce zvieratá Oehe/Schleimünde na pobaltskom pobreží Nemecka. Vzorky orgánov boli odobraté iba zdravým zvieratám, ktoré sa pri potápaní uviazli v rybárskych sieťach miestneho rybára a utopili sa tak. Kajka morská bola vybraná preto, lebo vo svojej strave vo veľkej miere uprednostňuje slávky modré (Mytilus edulis L.). Modré mušle sú zase schopné silne obohatiť znečisťujúce látky, a tak slúžia ako „indikátorové organizmy“ na nahliadnutie do stavu vodného prostredia. Existuje teda jeden z mála príkladov, pri ktorých možno predpokladať jednoduchý „potravinový reťazec“ (kačica morská). Za normálnych okolností by sa malo skôr uvažovať o „potravinovom webe“.

Podrobná analýza extraktov šiestich bežných kačacích tkanív Eider odhalila, že (+) - alfa-HCH bol zreteľne obohatený; v pečeňových extraktoch bol prítomný takmer enantiomérne čistý (+) - alfa-HCH. Enantiomérna čistota (+) - alfa-HCH izolovaného z pečeňových extraktov bola taká vysoká, že po vyčistení pomocou HPLC sa dal použiť priamo v modelových experimentoch. Naopak, enantiomérny pomer (+) - alfa-HCH/(-) - alfa-HCH bol asi 7 vo svalových extraktoch a asi 1,6 v obličkových extraktoch, pričom hodnoty pre tieto orgány boli o niečo väčšie alebo menšie pre rôzne bežné kajky morské...

V súčasnosti nie je možné poskytnúť presné vysvetlenie vzhľadu rôznych enantiomérnych pomerov (+) - alfa-HCH v orgánoch kajiek obyčajných. Možno však predpokladať, že dôvod spočíva v rôznych fyziologických funkciách orgánov. Pre sval a obličky, ktorých hlavnými funkciami sú „lokomócia“ a „vylučovanie“, je obsah extrahovateľných lipidov asi 2%; Tieto orgány preto môžu ukladať lipofilné znečisťujúce látky. Pečeň, ktorá obsahuje asi 2,5% extrahovateľnej matrice, slúži ako „detoxikačný orgán“, a preto je schopná nielen ukladať toxické zlúčeniny, ale dokáže ich aj metabolizovať na látky, ktoré telo toleruje alebo vylučuje. Pretože (+) - alfa-HCH nájdený v pečeni kačiek obyčajných je takmer enantiomérne čistý, (-) - alfa-HCH je pravdepodobne ľahšie enzymaticky transformovaný ako (+) - enantiomér v pečeni. Aj keď takáto enantioselektívna transformácia už bola u biogénnych organických zlúčenín pozorovaná skôr, štúdia autorov Kallenborn a kol. predstavuje prvú ukážku syntetických látok znečisťujúcich životné prostredie.

Ďalšie a na prvý pohľad prekvapivé výsledky predstavili Möller a kol. (pozri celý zoznam odkazov), ktorí analyzovali mozgové tkanivo rovnakých kačíc kajkovitých, ktoré už boli skúmané Kallenbornom a spol. pokiaľ ide o pečeňové, obličkové a svalové tkanivá. Ukázalo sa, že pri hodnotení možného rizika znečisťujúcich životné prostredie je potrebné zohľadniť ďalší enantioselektívny proces, ktorý doteraz unikol pozornosti ekotoxikológov: enantioselektívna permeácia cez hematoencefalickú bariéru.

Chirálne xenobiotikum, ktoré bolo najintenzívnejšie skúmané vo všetkých zložkách životného prostredia, je bezpochyby alfa-HCH. Medzitým však bolo za účelom štúdia transformácie týchto zlúčenín v rôznych zložkách životného prostredia zahrnutých niekoľko chirálnych xenobiotík s jedným alebo viacerými stereogénnymi centrami, avšak na skúmanie ďalších metód boli použité aj enantioselektívne chromatografické prístupy, najmä GC a HPLC. procesy ako enantioselektívna permeácia cez hematoencefalickú bariéru, procesy fotochemickej premeny a výmena plynov vzduch/voda a atmosférický diaľkový transport. Podrobnosti sú uvedené v nedávnej monografii Kallenborna a Hühnerfussa a v úplnom zozname odkazov .

Analýza vody

Extrakcia na pevnej fáze (SPE)

Okrem použitia štandardných kaziet SPE (PS-DVB, C18) sme vyvinuli špeciálne filtračné/extrakčné zariadenie na extrakciu veľkého množstva vody (10 - 100 l) pri vysokých prietokoch (500 ml/min). Aplikácia hyper-zosieťovaných polystyrén-divinylbenzénových (PS-DVB) sorbentov umožňuje extrakciu širokého spektra organických zlúčenín. Je zvlášť vhodný pre stredne polárne až ľahko rozpustné látky vo vode, napríklad triazíny a TP, fenoly, karboxylové kyseliny alebo dokonca cukry. Táto technika sa v súčasnosti používa na stanovenie farmaceutických výrobkov a výrobkov osobnej starostlivosti (PPCP) z morských vôd a vôd v ústí riek.

Extrakcia kvapalina-kvapalina (LLE)

LLE sa v našej skupine používal na extrakciu stredne polárnych až vysoko lipofilných zlúčenín. Vykonávalo sa to hlavne na 10 L vzorkách s n-hexánom ako rozpúšťadlom, vrátane vyšetrenia kontaminantov, ako sú polychlórované bifenyly (PCB), hexachlórcyklohexány (HCHs), triazínové herbicídy (atrazín, simazín, terbutylazín, irgarol atď.), Fenoxyalkánová kyslé herbicídy (po in situ derivatizácii), nitroaromatické zlúčeniny (napr. chlórnitrobenzény) a syntetické vône pižma (nitro pižma, polycyklické pižma).

Polopriepustné membránové zariadenia (SPMD)

Predpokladá sa, že tieto polyetylénové hadice plnené trioleínom simulujú prirodzený proces biokoncentrácie. Sú vystavené vode po určitú dobu a poskytujú tak časovo spriemerované koncentrácie. Aplikovali sa v našej skupine na stanovenie polycyklických pižmov z vody riek a rybníkov.

Stanovenie sa vo väčšine prípadov uskutočňovalo plynovou chromatografiou po vhodnom čistení (frakcionácia na oxide kremičitom, aloxe alebo reverznými fázami; gélová permeačná chromatografia) a prípadne derivatizácii. Detekciu dosiahli detektory citlivé na fosfor dusík (PND), detektory elektrónového záchytu (ECD) a hmotnostné spektrometre (MS).

Analýza sedimentov

Biselli skúmala vo svojej dizertačnej práci niekoľko vzoriek z Severné a Baltické more - pobrežné vzorky, ako aj vzorky z otvoreného mora. Dôraz sa kládol na antropogénne látky, ako je produkt proti znečisteniu irgarol, polycyklické pižma a metabolity. Ďalej veľa biogénne boli identifikované triedy zlúčenín. Okrem distribúcie xenobiotík vo vzorkách sedimentov sa skúmajú aj možné ekotoxikologické účinky týchto zlúčenín na životné prostredie. Táto otázka je predmetom projektu ISIS.

Diaľkový prieskum

Prírodné a človekom vyrobené organické povrchové filmy, ktoré možno často pozorovať na morskej hladine, silne ovplyvňujú povrchové vlnové pole. V dôsledku toho sú týmito filmami ovplyvnené viaceré procesy interakcie vzduch/more, elektromagnetická emisia vo viditeľnom a mikrovlnnom pásme a rozptyl elektromagnetických vĺn.

S cieľom študovať vplyv morských škvŕn na signály rôznych diaľkových senzorov vykonávame vyšetrovanie na otvorenom mori s využitím experimentálnych morských škvŕn, ktoré možno považovať za „kvázi biogénne“ škvrny. Takéto škvrny vrátane látok ako trioleín ( simulujúce „rybí olej“), monoestery mastných kyselín, alkoholy s dlhým reťazcom atď., sú modelové škvrny, ktoré pozostávajú z čistej zlúčeniny, čo umožňuje koreláciu medzi jej chemickou štruktúrou a jej vplyvom na signály diaľkového snímania.

V tomto ohľade sú naše laboratórne experimenty zamerané na charakterizáciu jednovrstvových vrstiev na rozhraní vzduch/voda úzko spojené s našimi úhľadnými experimentmi na otvorenom oceáne, ktoré boli vykonané v súvislosti s medzinárodnými kampaňami diaľkového prieskumu Zeme (napr. JONSWAP; MARSEN; SAR 580; SAXON) -FPN; SIR-C
X-SAR, Bluewater) .

Langmuirova monovrstva

Monovrstvy na rozhraní vzduch/voda možno považovať za modelové systémy pre biomembrány a pre morské povrchové filmy (tzv. „Slicks“), ktoré sa môžu hromadiť na rozhraní vzduch/oceán, a tým interferovať s rôznymi procesmi interakcie vzduch/more., či už sú to enzymatické procesy na povrchu membrány, alebo procesy výmeny vzduchu/mora, úzko súvisia s chemickou štruktúrou a intermolekulárnou interakciou medzi filmotvornými molekulami, ako aj s makroskopickým usporiadaním molekúl filmu („morfológia“). a ich interakcia s priľahlou vodnou vrstvou.

Berúc do úvahy dôsledky štruktúry monovrstvy zhrnuté vyššie, vykonávame systematické laboratórne vyšetrenia, ktoré umožňujú charakterizáciu monovrstiev na rozhraní vzduch/voda vrátane Langmuirovej žľabu, povrchovej viskozity, povrchového potenciálu a povrchového napätia, ako aj externej infračervenej reflexie-absorpcie. Spektroskopia (IRRAS) a Brewsterova uhlová mikroskopia (BAM). Získali sme tak hlbší pohľad na intermolekulárne interakcie medzi molekulami tvoriacimi film, medzi molekulami filmu a susednými molekulami vody (t.j. v molekulárnom meradle) a na makroskopické termodynamické dôsledky intermolekulárnych interakcií.

V súčasnosti sa osobitný dôraz kladie na štúdium chirálnych filmotvorných látok. Interakcie medzi takými zlúčeninami, ktoré vykazujú jediné chirálne centrum, sa všeobecne klasifikujú takto: preferenčná interakcia D: D alebo L: L sa označuje ako „homochírusové“ správanie, zatiaľ čo preferenčná interakcia D: L sa nazýva „heterochírus“. Homochirálne interakcie sú obzvlášť zaujímavé, pretože zvyšujú možnosť fázovej separácie do oblastí L- a D-enantiomérov (niekedy označovaných ako „chirálna diskriminácia“ alebo „narušenie symetrie“).

Takto získané výsledky poskytujú cenný vstup do experimentov uskutočňovaných v nádrži na veterné vlny na univerzite v Hamburgu a do experimentov uskutočňovaných na otvorenom mori v súvislosti s medzinárodnými kampaňami diaľkového prieskumu Zeme (napr. JONSWAP; MARSEN; SAR 580; SAXON). -FPN; SIR-C X-SAR).

Výsledky ďalej objasňujú problémy spojené s „samoorganizáciou a funkciou“, ako aj s „procesmi rozpoznávania na organických membránach“.

Diplomové práce/diplomové práce/doktoráty

Názvy diplomových prác (diplomové práce)

Názvy dizertačných prác