Nachrichten

Wann kommt das Molekül aus der Säule?

Datum: 02.10.2026
Rubrik: Wissenschaft

Ob in der Wirkstoffsuche, der Umweltanalytik oder der Metabolomik: Wer komplexe biologische Proben untersucht, muss häufig herausfinden, welche kleinen Moleküle darin enthalten sind. Forscher der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben gemeinsam mit demm Helmholtz Zentrum München und der Technischen Universität München ein Verfahren entwickelt, das ein seit Jahrzehnten bestehendes Problem der analytischen Chemie adressiert. In der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Nature Methods“ stellt das Team um Bioinformatiker Prof. Dr. Sebastian Böcker sein neues Tool vor.

In biologischen Proben wie Blut, Zellmaterial oder Bakterienkulturen können sehr viele unterschiedliche Moleküle vorkommen. Während DNA und Proteine heute mit etablierten Verfahren vergleichsweise gut analysiert werden können, ist die Vielfalt kleiner Moleküle — sogenannter Metabolite — besonders groß. Zu ihnen gehören Stoffwechselprodukte, Naturstoffe, Gifte, Abbauprodukte und viele Arzneistoffe.

Um solche Moleküle voneinander zu trennen, wird häufig Flüssigchromatographie eingesetzt. Dabei wandert ein Stoffgemisch durch eine Trennsäule; einzelne Moleküle werden unterschiedlich stark zurückgehalten und treten deshalb zu verschiedenen Zeiten aus der Säule aus. Diese sogenannte „Retentionszeit“ liefert einen wichtigen Hinweis darauf, welche Substanz in einer Probe vorliegt. Doch wann genau kommt ein bestimmtes Molekül aus der Säule heraus? Genau diese Frage beschäftigt die analytische Chemie seit Jahrzehnten.

Bisherige Modelle mussten häufig mit Daten aus genau dem Messsystem trainiert oder nachjustiert werden, auf dem sie später Vorhersagen machen sollten. Das ist aufwendig, teuer und für viele Anwendungen schlicht nicht möglich.

Der neue Ansatz aus Böckers Team ist nicht auf ein System beschränkt, sondern kann Vorhersagen selbst für neue Systeme und unbekannte Moleküle machen. Die Methode fokussiert sich dabei auf die am häufigsten verwendete Art von Flüssigchromatographie, den sogenannte „Reversed-phase“-Modus, und arbeitet in zwei Schritten: Im ersten Schritt berechnet ein maschinelles Lernmodell für ein Molekül einen sogenannten Retention Order Index. Dieser Index beschreibt nicht unmittelbar eine Zeit, sondern die Position eines Moleküls in der erwarteten Abfolge der Retentionsordnung. Im zweiten Schritt wird dieser Index mithilfe weniger bekannter Referenzpunkte auf konkrete Retentionszeiten übertragen.

Der Ansatz kann überall dort helfen, wo unbekannte kleine Moleküle identifiziert werden sollen.

Foto: Nicole Nerger/Uni Jena

Weitere Meldungen aus dieser Rubrik

Latente Ebene und Struktur von...

Wer hat sich nicht schon über seine Nachbarn geärgert, über Lärm am Abend, Zigarettenqualm auf dem Balkon?... [zum Beitrag]

Licht macht verborgene...

Forscher der Friedrich-Schiller-Universität Jena und der Universität Regensburg haben eine Methode... [zum Beitrag]

Jenaer Mini-Laser wird Marsmond...

Am 20. Oktober will die japanische Raumfahrtagentur JAXA ihre Sonde MMX zum Mars schicken. Sie soll eine... [zum Beitrag]

Mit körpereigenen Mechanismen gegen...

Wie lassen sich die Heilungsprozesse, mit denen der menschliche Körper Entzündungen beendet, für neue... [zum Beitrag]

Lebertransplantation als Therapie...

Mit jährlich etwa 55.000 Neudiagnosen gehört Dickdarmkrebs zu den häufigsten Krebserkrankungen in... [zum Beitrag]

Auf der Spur neuer Wirkstoffe

Viele unserer wichtigsten Medikamente – allen voran Antibiotika – verdanken wir Stoffen, die Bakterien in... [zum Beitrag]

Sarah O’Connor mit Otto Bayer Award...

Die Bayer Foundation verleiht den Otto Bayer Award 2026 an Sarah O’Connor, Direktorin und Leiterin der... [zum Beitrag]

Treibhausgas-Monitoringsystem

Das vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) geförderte Verbundprojekt... [zum Beitrag]

Gesundheitsdaten sicher nutzen

Wie lassen sich sensible Gesundheitsdaten für Forschung und Innovation nutzen, ohne den Schutz der... [zum Beitrag]