EFRE InfraCore: High End Bioanalytik Infrastruktur

Zur Stärkung der Universität für Bodenkultur (BOKU) Core Facilities (CFs) „Bioactive Molecules: Screening and Analysis“ (BMOSA) und „Analysis of Lignocellulosics“ (ALICE) am Standort Tulln wurde im Rahmen der REACT-EU Initiative das EFRE REACT Projekt zur Etablierung einer Hochleistungsinfrastruktur zur Analytik bioaktiver Substanzen und nachwachsender Rohstoffe (InfraCore) WST3-F-5031245/007-2021 realisiert. Die Anschaffung neuer Hochleistungsinfrastruktur erfolgte in Zusammenarbeit mit dem Land Niederösterreich (NÖ Wirtschaft und Tourismusfonds). Der Antrag wurde vom Leiter des Instituts für Bioanalytik am BOKU-Department IFA-Tulln, Univ.Prof. Rudolf Krska koordiniert.

Die Anschaffungen im Bereich Instrumentelle Analytik sollen sicherstellen, dass die beiden CFs am Standort Tulln auch zukünftig entsprechend dem neuesten Stand der Technik betrieben werden können. Auf diese Weise kann in den kommenden Jahren für ein breites Feld von Nutzer*innen sowohl BOKU-intern als auch für Dritte der Zugang zu modernster Großgeräte-Infrastruktur gewährleistet werden. Die geplanten Investitionen sollen die kontinuierliche Weiterentwicklung der jeweiligen Arbeits- und Forschungsbereiche der BOKU und seinen Partnern in Tulln gewährleisten und somit nachhaltig den Campus Technopol stärken.
Die BOKU hat in den letzten drei Jahren insgesamt acht CFs geschaffen (https://boku.ac.at/cf). Diese neuen Organisationseinheiten bündeln kosten- und betreuungsintensive Infrastruktur mit dem Ziel, den Zugang zur vorhandenen Großgeräteausstattung zu erleichtern und sowohl die wissenschaftliche Exzellenz als auch Forschungskooperationen zu fördern. Zwei dieser neu eingerichteten CFs sind am Standort Tulln angesiedelt und werden wissenschaftlich von insgesamt vier Instituten der BOKU betreut. Die CF BMoSA konzentriert sich auf das Hochdurchsatz Screening zur Entdeckung neuer bioaktiver Substanzen (Institut für Mikrobielle Genetik) und der umfassenden Analytik biologischer Proben auf ihre Zusammensetzung an Stoffwechselprodukten, Kontaminanten und Polymeren (Institut für Bioanalytik und Agro-Metabolomics und Institut für Umweltbiotechnologie am BOKU-Department IFA-Tulln) mittels Massenspektrometrie. Die CF ALICE befindet sich am Institut für Chemie nachwachsender Rohstoffe (ChRR) und beschäftigt sich am Universitäts- und Forschungszentrum Tulln (UFT) mit der Analytik nachwachsender Rohstoffe (Schwerpunkt Lignocellulose und Bioraffinerie-Produkte).
Mit einem Investitionsvolumen von ca. 2.4Mill Euro wurden folgende Geräte angeschafft und in Betrieb genommen.
LC-HRMS Orbitrap (Gerät 1) sehr hohe Massenauflösung, Massengenauigkeit und Nachweisempfindlichkeit für die ungerichtete Charakterisierung komplexer biologischer Proben und die Strukturaufklärung der darin enthaltenen Stoffwechselprodukte.
HPLC Radioaktivitäts-Detektor (Gerät 2) für die Bestimmung des Einbaus von Radiotracern (meist 14C) in biologische System als wichtige Alternative, um auch unlösliche Substanzen zu erfassen.
UHPLC-MS/MS System (Gerät 3a,3b)
Die CF BMoSA verfügte bislang über kein Triple-Quadrupol Tandem-Massenspektrometer zur genauen, empfindlichen und zielgerichteten Quantifizierung kleiner Moleküle. Das Spekrometer ist an ein UHPLC System gekoppelt
HPTLC System (Gerät 4) ermöglicht eine automatisierte Probenanalyse mittels Hochleistungs-Dünnschichtchromatographie
Photoakustik-Nahinfrarot / Mittleres Infrarot Spektrometer (PA NIR/MIR FTIR) (Gerät 5) für die Entwicklung und Anwendung schneller Methoden zur Analyse von Futter- und Lebensmittelproben auf ihren Gehalt an Mykotoxinen.
Automatisches kombiniertes Inkubations-Auslesesystem (Gerät 6) für ein Robotersystem für „pick and place“ Aufgaben und Datenintegration für Hochdurchsatzanalyse bioaktiver Stoffe und Enzyme und zum Screening von Stammsammlungen und Reporterorganismen.
Konfokales Laserscanning Mikroskop (Gerät 7) für quantitative Mikroskopie für z.B. Reporter-Assays, Pilz-Stammentwicklung und als wissenschaftliches Service am Campus Technopol Tulln.
ATR FTIR (Gerät 8) zur Infrarotspektroskopie vor allem zur Analytik cellulosehältiger Materialien und von Ligninprodukten genutzt
Ionenchromatographie (IC) (Gerät 9) für Analytik von Mono- und Oligosacchariden nach Ionen-Komplexierung.
GC Pyrolyse-Detektor (Gerät 10) zur Pyrolyse (thermischen Zersetzung) von Lignocellulosen um sie durch Gas Chromatographie chemisch charakterisieren zu können.
2D-SEC (Gerät 11) erlaubt zweidimensionale Größenausschlusschromatographie (SEC) für die Analyse von Lignin.

Die angeschafften Geräte und die damit verbundenen Services sind ausschließlich im Rahmen der BOKU Core Facilities ALICE und BMoSA für interne und externe NutzerInnen zugänglich. Durch die zentralisierte Infrastrukturnutzung ergeben sich verschiedene Vorteile. Optimale Wartung und Instandhaltung durch spezialisiertes CF-Personal sowie Unterstützung der Nutzer*innen durch die entsprechende Fachexpertise um damit optimale Forschungsergebnisse zu gewährleisten. Darüber hinaus kann die Auslastung der Geräte durch den Betrieb innerhalb der CFs ökonomisch optimiert werden. Eines der obersten Ziele der BOKU Core Facilities ist es, Nutzerfreundlichkeit zu garantieren. Dies wird unter anderem durch umfassende Beschreibungen und nützliche Informationen der Gerätschaften auf den jeweiligen Websites der Core Facilities (https://boku.ac.at/cf/bmosa; https://boku.ac.at/cf/alice) gewährleistet. Zusätzlich wurden die Geräte in die Datenbank des BMBWF aufgenommen (https://forschungsinfrastruktur.bmbwf.gv.at/de).