Analysis of Gadolinium-Based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging in Biological and Environmental Samples

Stipendiatin/Stipendiat: Dr. Lena Telgmann

Der steigende Einsatz von Gadolinium-Komplexen in der Radiologie als Kontrastmittel für magnetresonanztomographische (MRT) Untersuchungen führt zu einer erheblichen Anreicherung des Elements Gadolinium (Gd) in Gewässern. Die derzeit etablierten analytischen Methoden erlauben nur die Bestimmung der Gesamtkonzentration des Elements Gd, während die toxikologische Wirkung verschiedener Gadoliniumverbindungen stark divergiert. Zusätzlich ist das Verhalten der Gd-Komplexe im Abwassersystem, in Oberflächengewässern sowie in Trinkwasseraufbereitungsanlagen weitgehend unbekannt. Diese Problemstellung soll im Rahmen meiner Dissertation behandelt werden. Ein erster Schritt ist die Methodenentwicklung: Eine Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS)- Methode zur simultanen Bestimmung von freien Gd3+-Ionen und den meistverwendeten MRT-Kontrastmitteln und eine Kopplung von Kapillarelektrophorese und induktiv gekoppeltem Plasma-Massenspektrometrie (CE/ICP-MS) zur Bestimmung von Gd-Spezies in Abwasser sollen entwickelt werden. Die Probennahme für die Spurenanalytik von MRT-Kontrastmitteln soll optimiert werden und eine Methode zur Aufkonzentrierung von Gd-Chelaten aus Abwasser- und Gewässerproben soll entwickelt werden. Weiterhin wichtig ist das Entwerfen von Kalibrationsstrategien. Sobald die Methoden entwickelt und optimiert sind, sollen Realproben aus Kliniken, Kläranlagen und Oberflächen¬gewässern gemessen werden. Es konnte in den ersten zwei Promotionsjahren eine LC/ICP-MS-Methode optimiert werden. Die Methode konnte anschließend zur Messung von Mischproben aus dem Zulauf und dem Ablauf einer Kläranlage angewandt werden. Die Konzentration von Gd-Gehalten und Gd-Komplexen konnte über mehrere Wochen überwacht werden. Dabei stellte sich heraus, dass etwa ein Drittel des Gd's während des Klärprozesses aus dem Abwasser entfernt wird.

Förderzeitraum:
01.06.2009 - 31.05.2012

Institut:
Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Institut für Anorganische u. Analytische Chemie

Betreuer:
Prof. Dr. Uwe Karst

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Speziationsanalytik von Gadolinium-Komplexen in Abwässern und Oberflächengewässern
Speziationsanalytik von Gadolinium-Komplexen in Abwässern und Oberflächengewässern