Професор доктор Генріх Гюнерфус

На пенсії

АК куряча лапка

адресу

Зв'язок

автобіографія

народився у Вільстері («перлина західного узбережжя, місто архітектурних пам’яток»), земля Шлезвіг-Гольштейн (Німеччина);

1963-1971 Університет Гамбурга,

1971 доктор вип. нац. (під керівництвом проф. Вольфганга Вальтера); Габілітація 1986 р .;

1991 venia legendi ("Приватдозент"); 1996 р. Професор Гамбургського університету

Одружений з: Ерікою Хюнерфус
діти: Наталі Хюнерфусс; Лікар. Катя Хюнерфусс
онуки: Бьярне Хюнерфусс

Член Асоціації Route 66 Арізони

дослідження

Екотоксикологія

Екотоксикологія досліджує вплив хімічних речовин на біологічні системи, такі як рослини, тварини, бактерії або цілі екосистеми. Це міждисциплінарне дослідження спрямоване на встановлення залежності доза-реакція між концентрацією певної сполуки та спостережуваним ефектом. Отримані знання застосовуються, з одного боку, до рутинного моніторингу екосистем, з іншого - до реєстрації нових та оцінки старих хімічних речовин. У нашій дослідницькій групі особлива увага в цій темі була приділена різноманітним ефектам HCH-енантіомерів, які демонструють різну здатність проникати через гематоенцефалічний бар’єр людини. У зв’язку з цим слід дуже ретельно розглядати токсикологічний вплив кожного енантіомеру. Детальніше можна знайти на сторінці про хиральність. Лише нещодавно була опублікована книга, що стосується саме цих аспектів: Хіральні забруднювачі навколишнього середовища - аналіз слідів та екотоксикологія .

В даний час ми працюємо над поєднанням наших аналітичних методів з біологічними випробуваннями, так званим хімічним аналізом, спрямованим на біопроби. Наразі ця стратегія застосовувалася до зразків води з річки Ельби (дипломна робота, Ніндзя Рейнеке) і тепер поширюється на зразки осадів з Північного моря. Ми є частиною міждисциплінарного проекту в Університеті Гамбурга: Проект ІДІЛ (Ідентифікація забруднень, пов’язаних з осадами: аналітика, керована токсичністю; тривалість 2000-2002 рр.) поєднує знання хімії, біології та токсикології, оскільки в цьому проекті беруть участь різні установи в Гамбурзі (див. нижче).

Завдяки застосованому фракціонуванню, спрямованому на біопроби, слід отримати можливість зрозуміти ефекти, які викликають шкідливі речовини в складному середовищі. Однією з проблем, з якою доведеться зіткнутися, є розмежування природного впливу біогенних сполук від наслідків, спричинених діяльністю людини. Детальніше див. Тут.

Партнери Проект ISIS такі:

Аналіз біоти

Основна концепція цього експериментального підходу базується на припущенні, що ферментативна трансформація хіральних ксенобіотиків може відбуватися сильно енантіоселективно, що спричиняє енантіомерні надлишки, тоді як абіотичні процеси, як очікується, призведуть до продуктів рацемічної трансформації, якщо вихідні сполуки потрапляють у навколишнє середовище як рацемати. На закінчення, енантіоселективна хроматографія екстрактів зразків навколишнього середовища повинна виявити біотичні та абіотичні процеси трансформації відповідно.

У 1991 р. Робоча група професора Хюнерфусса (Kallenborn et al., 1991, див. Повний перелік літератури) першою повідомила про успішне застосування енантіоселективна газова хроматографія (ГХ) до екстрактів біоти з метою дослідження енантіоселективного метаболізму альфа-ГХГ в організмах різних трофічних рівнів. Автори отримали звичайних качок-байраків (Somateria mollissima (L.)) з притулку для дикої природи Оехе/Шлеймюнде на узбережжі Балтії, Німеччина. Зразки органів відбирали лише у здорових тварин, які після занурення потрапили в рибальські мережі місцевих рибалок і тим самим потонули. Качку Айдер обрали тому, що вона переважно сприяє блакитним мідіям (Mytilus edulis L.) у своєму раціоні. Блакитні мідії, в свою чергу, здатні сильно збагатити забруднюючі речовини і, таким чином, служать "індикаторними організмами", щоб забезпечити розуміння стану водного середовища. Таким чином, зустрічається лише один з небагатьох прикладів, коли можна припустити простий “харчовий ланцюг” (водна мідія качка Айдер). Зазвичай слід радше розглядати "харчову павутину".

Детальний аналіз екстрактів шести звичайних тканин качки ейдера показав, що (+) - альфа-HCH був чітко збагачений; майже енантіомерно чистий (+) - альфа-ГХГ містився в екстрактах печінки. Енантіомерна чистота (+) - альфа-ГХГ, виділеного з екстрактів печінки, була настільки високою, що після очищення за допомогою ВЕРХ його можна використовувати безпосередньо в модельних експериментах. Навпаки, енантіомерне співвідношення (+) - альфа-ГХГ/(-) - альфа-ГХГ становило близько 7 у екстрактах м’язів та близько 1,6 у екстрактах нирок, внаслідок чого значення цих органів були дещо більшими або меншими для різних звичайних качок Айдер.

Точного пояснення появи різних енантіомерних співвідношень (+) - альфа-HCH в органах звичайних качок-байраків в даний час не може бути дано. Однак можна припустити, що причина криється в різних фізіологічних функціях органів. Для м’язів та нирок, основними функціями яких є «рух» та «виведення» відповідно, вміст витяжних ліпідів становить близько 2%; Отже, ці органи можуть зберігати ліпофільні забруднювачі. Печінка, яка містить близько 2,5% видобутої матриці, служить "органом детоксикації" і, отже, не тільки здатна зберігати токсичні сполуки, але також може метаболізувати їх до речовин, які організм може переносити або виводити з організму. Оскільки (+) - альфа-ГХГ, виявлений у печінці звичайних качок Айдер, є майже енантіомерно чистим, (-) - альфа-ГХГ, мабуть, легше трансформується ферментативно, ніж (+) - енантіомер у печінці. Хоча така майже енантіоселективна трансформація вже спостерігалася раніше для біогенних органічних сполук, дослідження Kallenborn et al. представляє першу демонстрацію синтетичних забруднювачів навколишнього середовища.

Додаткові та, на перший погляд, дивовижні результати були представлені Möller та співавт. (див. повний список посилань), які аналізували тканини мозку тих самих тварин качки-ейдера, яких вже досліджували Калленборн та ін. щодо печінки, нирок та м’язових тканин. Виявилося, що при оцінці потенційного ризику забруднювачів навколишнього середовища необхідно враховувати додатковий енантіоселективний процес, який до цього часу залишався поза увагою екотоксикологів: енантіоселективне проникнення через гематоенцефалічний бар’єр.

Хіральний ксенобіотик, який був найбільш інтенсивно досліджений у всіх відділах навколишнього середовища, без сумніву, є альфа-ГХГ. Однак тим часом було включено кілька хіральних ксенобіотиків з одним або кількома стереогенними центрами для вивчення трансформації цих сполук в різних відділах навколишнього середовища, однак енантіоселективні хроматографічні підходи, зокрема GC та HPLC, також застосовувались для дослідження додаткових такі процеси, як енантіоселективне проникнення через гематоенцефалічний бар'єр, процеси фотохімічного перетворення, газообмін повітря/вода та атмосферний транспорт на великі відстані. Детальніше можна знайти в нещодавній монографії Калленборна та Гюнерфусса та у повному списку літератури .

Аналіз води

Твердофазна екстракція (SPE)

На додаток до використання стандартних картриджів SPE (PS-DVB, C18) ми розробили спеціальні пристрої для фільтрації/витяжки для відбору великих обсягів води (10-100 л) при високій швидкості потоку (500 мл/хв). Застосування гіперзшитих сорбентів полістирол-дивінілбензолу (PS-DVB) дозволяє екстрагувати широкий спектр органічних сполук. Особливо добре підходить для середньополярних до легкорозчинних у воді речовин, наприклад, триазинів та ТР, фенолів, карбонових кислот і навіть цукрів. В даний час ця методика застосовується для визначення фармацевтичних препаратів та засобів особистої гігієни (PPCP) з морських та лиманних вод.

Рідко-рідка екстракція (LLE)

LLE використовується в нашій групі для вилучення середньополярних до високоліпофільних сполук. В основному це проводили на 10 L-пробах з н-гексаном як розчинником, включаючи дослідження забруднюючих речовин, таких як поліхлоровані біфеніли (ПХБ), гексахлорциклогексани (ГХЦ), гербіциди триазину (атразин, симазин, тербутилазин, іргарол тощо), феноксиалканоїк кислотні гербіциди (після дериватизації in-situ), нітроароматичні сполуки (наприклад, хлоронітробензоли) та синтетичні мускусні ароматизатори (нітро-мускус, поліциклічний мускус).

Напівпроникні мембранні пристрої (SPMD)

Ці поліетиленові шланги, наповнені триолеїном, передбачають імітувати природний процес біоконцентрації. Вони піддаються дії води протягом певного періоду часу і, таким чином, забезпечують усереднені за часом концентрації. Вони застосовувались у нашій групі для визначення поліциклічних мускусів з річкової та ставкової води.

Визначення проводили в більшості випадків за допомогою газової хроматографії після відповідної очистки (фракціонування на діоксиді кремнію, алокс або обернені фази; гельпроникаюча хроматографія) та дериватизації, де це необхідно. Виявлення було здійснено за допомогою чутливих до азоту фосфорних детекторів (PND), електронно-захоплюючих детекторів (ECD) та мас-спектрометрів (MS).

Аналіз осаду

Біселлі дослідила в кандидатській дисертації кілька зразків з Північне та Балтійське моря - прибережні зразки, а також зразки з відкритого моря. Основна увага була приділена антропогенним речовинам, таким як продукт проти обростання іргарол, поліциклічні мускуси та метаболіти. До того ж багато біогенний класи сполук були визначені. На додаток до розподілу ксенобіотиків у зразках осаду досліджується потенційний екотоксичний вплив цих сполук на навколишнє середовище. Це питання є предметом проекту ІДІЛ.

Дистанційне зондування

Природні та штучні органічні поверхневі плівки, які часто можна спостерігати на поверхні моря, сильно впливають на поле поверхневих хвиль. Як наслідок, такі плівки впливають на кілька процесів взаємодії повітря/море, електромагнітне випромінювання у видимій та мікрохвильовій смугах та розсіювання електромагнітних хвиль.

Для того, щоб вивчити вплив морських плям на сигнали різних віддалених датчиків, ми проводили дослідження на відкритому морі, використовуючи експериментальні морські плями, які можна розглядати як «квазібіогенні» плями. Такі плями, включаючи такі речовини, як триолейн ( що імітують "риб'ячий жир"), моноефіри жирних кислот, спирти з довгими ланцюгами тощо - це модельні шматочки, які складаються з чистої сполуки, таким чином, забезпечуючи кореляцію між її хімічною структурою та впливом на сигнали дистанційного зондування.

У цьому відношенні наші лабораторні експерименти, спрямовані на характеристику моношарів на межі повітря/вода, тісно пов'язані з нашими плямистими експериментами на відкритому океані, які проводились у зв'язку з міжнародними кампаніями дистанційного зондування (наприклад, JONSWAP; MARSEN; SAR 580; SAXON -FPN; SIR-C
X-SAR, Bluewater) .

Моношар Ленгмюра

Моношари на межі взаємодії повітря/вода можна розглядати як модельні системи для біомембран і для плівок морської поверхні (так звані «зрізи»), які можуть накопичуватися на межі повітря/океан і тим самим втручатися в різні процеси взаємодії повітря/море., будь то ферментативні процеси на поверхнях мембрани або процеси обміну повітря/море, тісно пов'язані з хімічною структурою та міжмолекулярною взаємодією між плівкоутворюючими молекулами, а також з макроскопічним розташуванням молекул плівки ("морфологія") та їх взаємодія з прилеглим шаром води.

Маючи на увазі вищезазначені наслідки моношарової структури, ми проводимо систематичні лабораторні дослідження, які дозволяють охарактеризувати моношари на межі повітря/вода, включаючи канавку Ленгмюра, поверхневу в'язкість, поверхневий потенціал та поверхневий натяг, а також зовнішнє інфрачервоне відбивання-поглинання Спектроскопія (IRRAS) та кутова мікроскопія Брюстера (BAM). Таким чином, ми отримуємо поглиблене розуміння як міжмолекулярних взаємодій між плівкоутворюючими молекулами, так і між молекулами плівки та сусідніми молекулами води (тобто в молекулярному масштабі), а також макроскопічним термодинамічним наслідкам міжмолекулярних взаємодій.

В даний час особливий акцент робиться на вивченні хіральних плівкоутворюючих речовин. Взаємодії між такими сполуками, що проявляють один хіральний центр, зазвичай класифікуються таким чином: переважна взаємодія D: D або L: L позначається як "гомохіральна" поведінка, тоді як переважна взаємодія D: L називається "гетерохіральною". Гомохіральні взаємодії представляють особливий інтерес, оскільки вони підвищують можливість поділу фаз на ділянки L- та D-енантіомерів (іноді їх називають "хіральна дискримінація" або "порушення симетрії").

Отримані таким чином результати забезпечують цінний внесок у експерименти, проведені в резервуарі вітрових хвиль Гамбургського університету, та в експерименти, проведені у відкритому морі у зв'язку з міжнародними кампаніями дистанційного зондування (наприклад, JONSWAP; MARSEN; SAR 580; SAXON -FPN; SIR-C X-SAR).

Крім того, результати проливають світло на проблеми, пов'язані з "самоорганізацією та функціонуванням", а також "процесами розпізнавання в органічних мембранах".

Магістерські/дипломні/докторські роботи

Назви магістерських робіт (дипломні роботи)

Назви кандидатських дисертацій