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The gram-negative bacterium Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic human pathogen. Metabolomics was used to elucidate the influence of P. aeruginosa infection on the host metabolism. The used infection models, based on Caenorhabditis elegans and HeLa cells showed a substantial influence on the host central carbon metabolism., Das gram-negative Bakterium Pseudomonas aeruginosa ist ein opportunistischer, humaner Krankheitserreger. Metabolomeuntersuchungen wurden genutzt um den Einfluss einer P. aeruginosa-Infektion auf den Wirtsmetabolismus zu untersuchen. Die verwendeten Infektionsmodelle, basierend auf Caenorhabditis elegans und HeLa-Zellen, zeigten einen substantiellen Einfluss der Infektion auf den zentralen Kohlenstoffwechsel der Wirtszellen.

Non-targeted metabolomics is a promising tool for the investigation and evaluation of diseases. In this work the development of a metabolomic platform that integrates the chromatographic resolution of UPLC with the high mass accuracy of FT-ICR-MS for the analysis of human plasma samples was proposed. The work flow leads to the experimental application; the study of the non-targeted metabolome of fatty liver individuals, whose pre-diabetic state was characterized by their insulin sensitivity., Ungerichtete Metabolomik ist viel versprechendes Werkzeug für die Untersuchung und Evaluierung von Krankheiten. In dieser Arbeit wurde die Entwicklung einer Metabolomik Plattform präsentiert, welche chromatographische Auflösung mittels UPLC und hohe Massengenauigkeit mittels FT-ICR-MS für die Analyse von humanem Blutplasma verbindet. Der Arbeitsablauf wird schließlich auf Plasmata von Fette-Leber-Patienten angewandt, welche der Insulinresistenz nach ISI-Matsuda folgend klassifiziert waren.

Based on non-targeted Metabolomics analysis using UPLC-MS and ICR/FT-MS, an overview of metabolite permutations and biomarker candidates in C. pneumoniae infection of human cells could be defined. Effects of the pathogen on the lipid homeostasis are investigated in C. trachomatis infections. A modulated glycerophospholipid content is evidenced, including the identification of bacterial synthesized plasmalogens. The developed analytical and data analysis strategy is presented, as well as the biological results., Ein Überblick über die Metabolitveränderungen und Biomarkerkandidaten in C. pneumoniae Infektionen konnten in der UPLC-MS und ICR/FT-MS nutzenden nicht-zielgerichteten metabolischen Untersuchung erarbeitet werden. Effekte des Pathogens auf den Lipid Haushalt wurden in C. trachomatis Infektionen untersucht. Es wurde gezeigt, dass Glycerophospholipide in der Infektion stark verändert sind. Plasmalogene bakteriellen Ursprungs konnten identifiziert werden. Das entwickelte analytische Konzept, die Strategie der Datenauswertung und die biologischen Ergebnisse werden dargestellt.

N-Acyl-Homoserinlactone (AHL, HSL) spielen eine zentrale Rolle als Semiochemikalien bei der zelldichteabhängigen Kommunikation von Bakterien (Quorum Sensing, QS). Ungeachtet der weitreichenden Bedeutung des QS im medizinischen, landwirtschaftlich-ökonomischen und ökologischen Bereich erschien die Bandbreite der verfügbaren Nachweismethoden für HSL eingeschränkt. In der vorliegenden Arbeit werden unabhängige Strategien zur Analyse von HSL durch massenspektrometriegekoppelte Kapillartrenntechniken (micellare elektrokinetische Chromatographie, miniaturisierte Flüssigkeitschromatographie, Kapillarzonenelektrophorese, Gaschromatographie) in Verbindung mit spezifischen Aufkonzentrierungs- und Extraktionstechniken sowie durch ultrahochauflösende Fourier-Transform-Ionencyclotron-Resonanz-Massenspektrometrie vorgestellt. Durch Realprobenmessungen wird die Eignung der entwickelten Methoden für unterschiedliche Fragestellungen demonstriert., N-acylhomoserine lactones play a central role as semiochemicals in cell-density dependent communication phenomena in bacteria (quorum sensing, QS). Despite the high relevance of QS processes in medical, agricultural, economic and ecological contexts, the bandwidth of available methods for HSL detection and quantification was limited. In this work, independent strategies for the analysis of HSL by mass spectrometry-coupled capillary separation techniques (micellar electrokinetic chromatography, miniaturized liquid chromatography, capillary zone electrophoresis, gas chromatography) in connection with specific preconcentration and extraction methods and by ultrahigh resolution Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry are presented. The applicability of the methods for specific questions is demonstrated by real sample measurements.

Glutathion-S-Transferasen (GSTs; EC 2.5.1.18) sind multifunktionale Proteine im pflanzlichen Entgiftungsstoffwechsel. Sie katalysieren die Konjugation von Xenobiotika mit dem Tripeptid Glutathion (GSH). In Arabidopsis thaliana sind 55 GST-Vertreter bekannt. Zur Charakterisierung dieser GSTs wurde ein heterologes Testsystem mit Saccharomyces cerevisiae etabliert. Unter xenobiotischem Stress wurden in GST-defizienten Hefemutanten die Expressionen der Arabidopsis GSTs zuckerabhängig induziert. Mittels hochauflösender Massenspektrometrie (ICR-FT/MS), HPLC und stabiler Isotopenmarkierung wurden die Pestizide auf GST/GSH-abhängige Biotransformationen untersucht. Herbizidsafener und Fungizide wie Anilazin wurden substratspezifisch durch Arabidopsis GSTs S-glutathionyliert. Diese Analysen belegten erstmals eine breite Entgiftungsfunktion der phi-Klasse GSTs gegenüber Xenobiotika., Glutathione-S-transferases (GSTs; EC 2.5.1.18) are multifunctional proteins involved in plant detoxification processes. GSTs catalyze the conjugation of xenobiotics with the tripeptide glutathione (GSH). In Arabidopsis thaliana there are 55 GST members known. To characterize these GSTs a heterologous test system was established in Saccharomyces cerevisiae. Exposed to xenobiotic stress expressions of Arabidopsis GSTs were sugar-dependent induced in GST-deficient yeast mutant strains. Using high-resolution mass spectrometry (ICR-FT/MS), HPLC, and stabile isotope labeling pesticides were screened for GST/GSH-dependent biotransformation. Herbicide safeners and fungicides, e.g. anilazine, were substrate-specific S-glutathionylated by Arabidopsis GSTs. For the first time analysis demonstrated a broad detoxification function of phi-class GSTs against xenobiotics.

Glutathion-S-Transferasen (GSTs; EC 2.5.1.18) sind multifunktionale Proteine im pflanzlichen Entgiftungsstoffwechsel. Sie katalysieren die Konjugation von Xenobiotika mit dem Tripeptid Glutathion (GSH). In Arabidopsis thaliana sind 55 GST-Vertreter bekannt. Zur Charakterisierung dieser GSTs wurde ein heterologes Testsystem mit Saccharomyces cerevisiae etabliert. Unter xenobiotischem Stress wurden in GST-defizienten Hefemutanten die Expressionen der Arabidopsis GSTs zuckerabhängig induziert. Mittels hochauflösender Massenspektrometrie (ICR-FT/MS), HPLC und stabiler Isotopenmarkierung wurden die Pestizide auf GST/GSH-abhängige Biotransformationen untersucht. Herbizidsafener und Fungizide wie Anilazin wurden substratspezifisch durch Arabidopsis GSTs S-glutathionyliert. Diese Analysen belegten erstmals eine breite Entgiftungsfunktion der phi-Klasse GSTs gegenüber Xenobiotika., Glutathione-S-transferases (GSTs; EC 2.5.1.18) are multifunctional proteins involved in plant detoxification processes. GSTs catalyze the conjugation of xenobiotics with the tripeptide glutathione (GSH). In Arabidopsis thaliana there are 55 GST members known. To characterize these GSTs a heterologous test system was established in Saccharomyces cerevisiae. Exposed to xenobiotic stress expressions of Arabidopsis GSTs were sugar-dependent induced in GST-deficient yeast mutant strains. Using high-resolution mass spectrometry (ICR-FT/MS), HPLC, and stabile isotope labeling pesticides were screened for GST/GSH-dependent biotransformation. Herbicide safeners and fungicides, e.g. anilazine, were substrate-specific S-glutathionylated by Arabidopsis GSTs. For the first time analysis demonstrated a broad detoxification function of phi-class GSTs against xenobiotics.

Boron is necessary for full-functionality of plants. If the concentration exceeds, B can cause malfunctions, therefore B removal is one of the major concern in arid countries. NOM with its binding sites also adsorb B, hence existing expensive adsorbents could be replaced. Since the applicable NOM denote such a complexity, NOM constituents were describe in detail. Prior, an electrophoretic separation was applied. As a next step B-complex identification via CE was used, to characterize the B binding capacity of different NOMs. 12 T FT-ICR/MS enabled to identify complexes in a single run. The utilization of such a mass accuracy and resolution enabled to identify and assign molecular formulae of B complexes. Complexation of model compounds and NOMs were followed. A search tool was developed to screen boron complexation tendencies This tool in combination with FT/MS might help in the future to select potential NOM for B elimination., Das Element Bor ist für Tiere und Pflanzen als Mikronährstoff ein essentielles Spurenelement und hohe Bor- Bodenkonzentration können entweder aus natürlichen oder anthropogenen Quellen kommen. Das Wasser aus Entsalzung von Meerwasser und aus der Wiederverwendung industriellen und häuslichen Abwässern ist zum Beispiel eine bekannte Bedrohung mit erhöhten Bor Konzentration für die landwirtschaftlichen Pflanzenbau in ariden Ländern. Natürliche organische Substanzen (NOM) oder humifizierte Materialien aus Komposte und Torfe könnten die bestehenden kostspieligen Adsorbentien wirksam ersetzen. In dieser Arbeit wurden ausgewählte natürliche organische Materialien (NOM) mit elektrophoretische Trennung fraktionieren, strukturchemisch mittels FT-ICR/MS und NMR charakterisiert. Die Wechselwirkung von NOM mit Bor wurde in einem ersten Ansatz mit auf Borane-Polymere Trennsäulen untersucht. FT-ICR/MS mit seiner Massengenauigkeit und extrem hohe Auflösung erlaubte die Identifizierung und Zuordnung der Summenformeln von Bor-komplexierende und nicht komplexierende substanzen in einen Analysengang. Dies wurde mit Modellverbindungen und auch mit NOM erfolgreich validiert. Basierend auf den beobachteten Masseenregelmäßigkeiten der B-Komplexe im Modellsystem wurden allgemeine Regeln abgeleitet und eine Software realisiert um die diese Komplexe automatisch identifizieren. Beide Methoden, Revers-Ansatze (immobiliserte Borane und „fishing“) ergaben ähnliche Ergebnisse. Dieser Ansatz in Kombination mit der ultrahochauflösende Massenspektrometrie könnte in naher Zukunft dazu helfen, geeignete Liganten für organische oder inorganische Sonden aus komplexer Matrice zu finden.

The gram-negative bacterium Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic human pathogen. Metabolomics was used to elucidate the influence of P. aeruginosa infection on the host metabolism. The used infection models, based on Caenorhabditis elegans and HeLa cells showed a substantial influence on the host central carbon metabolism., Das gram-negative Bakterium Pseudomonas aeruginosa ist ein opportunistischer, humaner Krankheitserreger. Metabolomeuntersuchungen wurden genutzt um den Einfluss einer P. aeruginosa-Infektion auf den Wirtsmetabolismus zu untersuchen. Die verwendeten Infektionsmodelle, basierend auf Caenorhabditis elegans und HeLa-Zellen, zeigten einen substantiellen Einfluss der Infektion auf den zentralen Kohlenstoffwechsel der Wirtszellen.

Based on non-targeted Metabolomics analysis using UPLC-MS and ICR/FT-MS, an overview of metabolite permutations and biomarker candidates in C. pneumoniae infection of human cells could be defined. Effects of the pathogen on the lipid homeostasis are investigated in C. trachomatis infections. A modulated glycerophospholipid content is evidenced, including the identification of bacterial synthesized plasmalogens. The developed analytical and data analysis strategy is presented, as well as the biological results., Ein Überblick über die Metabolitveränderungen und Biomarkerkandidaten in C. pneumoniae Infektionen konnten in der UPLC-MS und ICR/FT-MS nutzenden nicht-zielgerichteten metabolischen Untersuchung erarbeitet werden. Effekte des Pathogens auf den Lipid Haushalt wurden in C. trachomatis Infektionen untersucht. Es wurde gezeigt, dass Glycerophospholipide in der Infektion stark verändert sind. Plasmalogene bakteriellen Ursprungs konnten identifiziert werden. Das entwickelte analytische Konzept, die Strategie der Datenauswertung und die biologischen Ergebnisse werden dargestellt.

Non-targeted metabolomics is a promising tool for the investigation and evaluation of diseases. In this work the development of a metabolomic platform that integrates the chromatographic resolution of UPLC with the high mass accuracy of FT-ICR-MS for the analysis of human plasma samples was proposed. The work flow leads to the experimental application; the study of the non-targeted metabolome of fatty liver individuals, whose pre-diabetic state was characterized by their insulin sensitivity., Ungerichtete Metabolomik ist viel versprechendes Werkzeug für die Untersuchung und Evaluierung von Krankheiten. In dieser Arbeit wurde die Entwicklung einer Metabolomik Plattform präsentiert, welche chromatographische Auflösung mittels UPLC und hohe Massengenauigkeit mittels FT-ICR-MS für die Analyse von humanem Blutplasma verbindet. Der Arbeitsablauf wird schließlich auf Plasmata von Fette-Leber-Patienten angewandt, welche der Insulinresistenz nach ISI-Matsuda folgend klassifiziert waren.

N-Acyl-Homoserinlactone (AHL, HSL) spielen eine zentrale Rolle als Semiochemikalien bei der zelldichteabhängigen Kommunikation von Bakterien (Quorum Sensing, QS). Ungeachtet der weitreichenden Bedeutung des QS im medizinischen, landwirtschaftlich-ökonomischen und ökologischen Bereich erschien die Bandbreite der verfügbaren Nachweismethoden für HSL eingeschränkt. In der vorliegenden Arbeit werden unabhängige Strategien zur Analyse von HSL durch massenspektrometriegekoppelte Kapillartrenntechniken (micellare elektrokinetische Chromatographie, miniaturisierte Flüssigkeitschromatographie, Kapillarzonenelektrophorese, Gaschromatographie) in Verbindung mit spezifischen Aufkonzentrierungs- und Extraktionstechniken sowie durch ultrahochauflösende Fourier-Transform-Ionencyclotron-Resonanz-Massenspektrometrie vorgestellt. Durch Realprobenmessungen wird die Eignung der entwickelten Methoden für unterschiedliche Fragestellungen demonstriert., N-acylhomoserine lactones play a central role as semiochemicals in cell-density dependent communication phenomena in bacteria (quorum sensing, QS). Despite the high relevance of QS processes in medical, agricultural, economic and ecological contexts, the bandwidth of available methods for HSL detection and quantification was limited. In this work, independent strategies for the analysis of HSL by mass spectrometry-coupled capillary separation techniques (micellar electrokinetic chromatography, miniaturized liquid chromatography, capillary zone electrophoresis, gas chromatography) in connection with specific preconcentration and extraction methods and by ultrahigh resolution Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry are presented. The applicability of the methods for specific questions is demonstrated by real sample measurements.

In dieser Arbeit sollte die räumliche Verteilung von Alkaloiden als Sekundärmetabolite in der Tabakpflanze "Nicotiana tabacum" untersucht werden. Diese Pflanze diente im Rahmen der Untersuchungen als Modellsystem zur Aufklärung grundlegender Fragen bezüglich der Regulation der Alkaloidsynthese und deren Verteilung. Die Experimente sollten zum Verständnis der Wechselwirkung zwischen variierendem Resourcenangebot und der Bildung von Sekundärmetabolite sowie deren Verteilung auf Zellebene beitragen. Neben der damit verbundenen Untersuchung der Verknüpfung von Primär- und Sekundärstoffwechsel, sollte der Pflanze noch ein zusätzlicher Stressfaktor in Form von mechanischer Verwundung zugefügt werden. Unter Berücksichtigung dieser Bedingungen wurden die Experimente mit Hilfe der Einzelzellanalytik durchgeführt. Als instrumentelle analytische Methode wurde dabei die Kapillarelektrophorese/Massenspektrometrie verwendet. Die Elektronenmikroskopie diente zur strukturellen Veranschaulichung der Untersuchungsobjekte., In this study, the spatial distribution of alkaloids as secondary metabolites of the tobacco plant “Nicotiana tabacum” was investigated. In line with the investigation, the plant exemplified model system, clarifying basic questions concerning the regulation of alkaloid synthesis and the distribution of alkaloids. The experiments should contribute to the understanding of the interaction between the variation of resource supply and the formation of secondary metabolites, as well as their distribution on the cellular level. In the context of the investigation of the relationship between primary and secondary metabolism, the plant received another stress factor namely mechanical wounding. In view of these requirements the experiments were carried out with single cell analysis. Capillary electrophoresis in connection with UV- detection or mass spectrometry was utilized as instrumental analytical method. Electron microscopy enabled structural visualisation of the research probes.

Capillary electrophoretic methods were developed for the determination of saturated and unsaturated heterocyclic and aliphatic amines in metalworking and atmospheric aerosol. The target substances are derivatives of (i) benzotriazoles and benzothiazoles, (ii) hexahydrotriazines and oxasolidines, (iii) aminoalcohols and (iv) volatile and biogenic alkylamines. The overall analytical process includes the sampling of the vapour and condensed phase parallel, an easy extraction and separation of the analytes form mixtures. To adopt capillary electrophoresis to analytic of small bases in aerosol (i) mobility scale transformation was used for improving the precision (ii) the methods were MS compatible for improving the selectivity and (iii) a novel at-line preconcentration was developed to increase the sensitivity of the methods., Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung von Methoden zur Analyse von gesättigten und ungesättigten heterozyklischen und aliphatischen Aminen in Kühlschmierstoffen und atmosphärischen Aerosolen durch Kapillarelektrophorese (CE). Die Zielsubstanzen waren hierbei Derivate von (i) Benzotriazolen und Benzothiazolen, (ii) Hexahydrotriazinen und Oxazolidinen, (iii) Aminoalkoholen und (iv) flüchtigen und biogenen Alkylaminen. Der analytische Prozeß beinhaltet die parallele Probennahme aus der Gas- und der kondensierten Phase, eine einfache Aufreinigung sowie die Trennung der Analyten aus Mischungen. Zur Anpassung an die Analytik niedermolekularer Basen in Aerosolen wurden (i) die Mobilitätstransformation zur Erzielung einer höheren Methodenpräzision verwendet, (ii) mit der Massenspektrometrie kompatible Methoden entwickelt und (iii) eine neuartige Methode der at-line Probenaufkonzentrierung zur Erzielung höherer Sensitivitäten eingesetzt.

In dieser Arbeit sollte die räumliche Verteilung von Alkaloiden als Sekundärmetabolite in der Tabakpflanze "Nicotiana tabacum" untersucht werden. Diese Pflanze diente im Rahmen der Untersuchungen als Modellsystem zur Aufklärung grundlegender Fragen bezüglich der Regulation der Alkaloidsynthese und deren Verteilung. Die Experimente sollten zum Verständnis der Wechselwirkung zwischen variierendem Resourcenangebot und der Bildung von Sekundärmetabolite sowie deren Verteilung auf Zellebene beitragen. Neben der damit verbundenen Untersuchung der Verknüpfung von Primär- und Sekundärstoffwechsel, sollte der Pflanze noch ein zusätzlicher Stressfaktor in Form von mechanischer Verwundung zugefügt werden. Unter Berücksichtigung dieser Bedingungen wurden die Experimente mit Hilfe der Einzelzellanalytik durchgeführt. Als instrumentelle analytische Methode wurde dabei die Kapillarelektrophorese/Massenspektrometrie verwendet. Die Elektronenmikroskopie diente zur strukturellen Veranschaulichung der Untersuchungsobjekte., In this study, the spatial distribution of alkaloids as secondary metabolites of the tobacco plant “Nicotiana tabacum” was investigated. In line with the investigation, the plant exemplified model system, clarifying basic questions concerning the regulation of alkaloid synthesis and the distribution of alkaloids. The experiments should contribute to the understanding of the interaction between the variation of resource supply and the formation of secondary metabolites, as well as their distribution on the cellular level. In the context of the investigation of the relationship between primary and secondary metabolism, the plant received another stress factor namely mechanical wounding. In view of these requirements the experiments were carried out with single cell analysis. Capillary electrophoresis in connection with UV- detection or mass spectrometry was utilized as instrumental analytical method. Electron microscopy enabled structural visualisation of the research probes.

Metabolomics studies are governed by the latest technological developments in analytical chemistry, statistics and bioinformatics. Ion Cyclotron Resonance Fourier Transform Mass Spectrometry (ICR-FT/MS) at high magnetic field is a new generation of mass spectrometers, with ultra-high resolution and mass accuracy enabling molecular resolution on the isomeric space. This thesis presents strategic approaches to analyze large datasets as obtained with ultra-high resolution instruments. The approach foresees two fundamental steps: the first one consisting in the data reduction followed by data analysis and visualization and the second one to confront the real experimental mass values with putative structures and metabolite profiles. After setting the basis for this approach the strategy was used for various issues: environmental-biogeography, food chemistry and biomedical/diseases diagnosis. Even though the approach presents limitations, it provides high potential in analyzing and extrapolating information from high complex datasets and was applied for different applications to evaluate its universal structural characteristic. One solution to these limitations is the combination of different analytical techniques (separation/spectrometry/spectroscopy) which generates such a bright view of the data from a sample that evaluation is challenging to a statistician., Metabolomik-Studien werden durch die letzten technologischen Entwicklungen in der analytischen Chemie, Statistik und Bioinformatik gesteuert. Ion Cyclotron Resonanz Fourier Transform Massenspektrometrie (ICR-FT/MS), bei hohen magnetischen Feldern, ist eine neue Generation von Massenspektrometern mit ultrahoher Auflösung und Massengenauigkeit, die eine molekulare Auflösung im Isomerenraum ermöglicht. Diese Arbeit präsentiert strategische Annäherungen, um große Datensets, die mittels ICR-FT/MS erhalten wurden, zu analysieren. Der Ansatz sieht zwei grundsätzliche Schritte voraus: der erste in der Datenverminderung gefolgt von der Datenanalyse und Datenvisualisierung, und der zweite in der Annotierung der Massen in Metaboliten und Metaboliten-Profile durch Vergleiche in Datenbanken. Nach der Validierung des Prinzips, wurde die Strategie für verschiedene Themen verwendet: Umwelt-metabologeography, Nahrungsmittelchemie und biomedizinische Diagnose / Krankheitsdiagnose durch Biomarker. Auch wenn diese Methode (Annäherung) Einschränkungen zeigt, stellt sie doch ein hohes Potenzial bei der Analyse und dem Extrapolieren der Information von hoch-komplexen Datensätze dar, und wurde bei verschiedenen Anwendungen validiert, um die universale Anwendungsmöglichkeit darzulegen. Eine Lösung zu den Beschränkungen der Methode ist die Kombination von verschiedenen analytischen Techniken (Trennung / Spektrometrie / Spektroskopie), die auch Isomere unterscheiden können und absolute strukturelle Informationen liefern können.

Boron is necessary for full-functionality of plants. If the concentration exceeds, B can cause malfunctions, therefore B removal is one of the major concern in arid countries. NOM with its binding sites also adsorb B, hence existing expensive adsorbents could be replaced. Since the applicable NOM denote such a complexity, NOM constituents were describe in detail. Prior, an electrophoretic separation was applied. As a next step B-complex identification via CE was used, to characterize the B binding capacity of different NOMs. 12 T FT-ICR/MS enabled to identify complexes in a single run. The utilization of such a mass accuracy and resolution enabled to identify and assign molecular formulae of B complexes. Complexation of model compounds and NOMs were followed. A search tool was developed to screen boron complexation tendencies This tool in combination with FT/MS might help in the future to select potential NOM for B elimination., Das Element Bor ist für Tiere und Pflanzen als Mikronährstoff ein essentielles Spurenelement und hohe Bor- Bodenkonzentration können entweder aus natürlichen oder anthropogenen Quellen kommen. Das Wasser aus Entsalzung von Meerwasser und aus der Wiederverwendung industriellen und häuslichen Abwässern ist zum Beispiel eine bekannte Bedrohung mit erhöhten Bor Konzentration für die landwirtschaftlichen Pflanzenbau in ariden Ländern. Natürliche organische Substanzen (NOM) oder humifizierte Materialien aus Komposte und Torfe könnten die bestehenden kostspieligen Adsorbentien wirksam ersetzen. In dieser Arbeit wurden ausgewählte natürliche organische Materialien (NOM) mit elektrophoretische Trennung fraktionieren, strukturchemisch mittels FT-ICR/MS und NMR charakterisiert. Die Wechselwirkung von NOM mit Bor wurde in einem ersten Ansatz mit auf Borane-Polymere Trennsäulen untersucht. FT-ICR/MS mit seiner Massengenauigkeit und extrem hohe Auflösung erlaubte die Identifizierung und Zuordnung der Summenformeln von Bor-komplexierende und nicht komplexierende substanzen in einen Analysengang. Dies wurde mit Modellverbindungen und auch mit NOM erfolgreich validiert. Basierend auf den beobachteten Masseenregelmäßigkeiten der B-Komplexe im Modellsystem wurden allgemeine Regeln abgeleitet und eine Software realisiert um die diese Komplexe automatisch identifizieren. Beide Methoden, Revers-Ansatze (immobiliserte Borane und „fishing“) ergaben ähnliche Ergebnisse. Dieser Ansatz in Kombination mit der ultrahochauflösende Massenspektrometrie könnte in naher Zukunft dazu helfen, geeignete Liganten für organische oder inorganische Sonden aus komplexer Matrice zu finden.