This thesis describes the isolation and structure elucidation of ten novel secondary metabolites from one fungus (Pycnoporus cinnabarinus), four lichens (Chrysothrix xanthina, Candelaria concolor, Ramalina glaucescens and Xanthoria parietina), three algae (Plocamium mertensii, Laurencia filiformis and Laurencia elata), two plants (Haemodorum simplex and Dianella callicarpa) and one sponge (Dactylospongia sp). The structures of these isolated compounds were elucidated by a combination of spectroscopic and chemical methods. This thesis also reports two new crystal structures, the identification of two new methylsilylated derivatives as well as the isolation of thirty seven previously reported compounds in which the complete structural assignment by one and two dimensional nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) has been carried out on known compounds with incomplete or no NMR spectroscopic data. Furthermore, detailed spectroscopic analyses resulted in the re assignment of 1H and 13C chemical shifts for several previously isolated natural products. The biological screening (antimicrobial, antiviral and antitumor assays) of crude extracts and isolated natural products has also been presented. The application of chemical profiling techniques including GCxGC and high pressure liquid chromatography-nuclear magnetic resonance (HPLC-NMR) were utilised to assist with the natural product dereplication process (chemical profiling), monitor chemical degradations in situ and to identify the presence of new natural products and artefacts. In total, fifteen separate terrestrial and marine organisms were investigated.

Auf Basis moderner unabhängiger Analysenmethoden wurden selektive und spezifische Analysenverfahren für die Analytik von Phenolen, unter besonderer Berücksichtigung der Alkylphenole entwickelt, optimiert und teilweise validiert. Es wurden Verfahren für die Hochleistungs-Flüssigchromatographie - Massenspektrometrie (HPLC-MS), Hochleistungs-Flüssigchromatographie - Kernmagnetische Resonanzspektrometrie (HPLC-NMR), Gaschromatographie - Massenspektrometrie (GC-MS) und Kapillarelektrophorese (CE) entwickelt. Die HPLC-MS wurde mit den Atmosphärendrucktechniken "Electrospray Ionization" (HPLC-ESI-MS) und "Atmospheric Pressure Chemical Ionization" (HPLC-APCI-MS) eingesetzt. Die Gaschromatographie wurde in Kopplung zu einem hochauflösenden Massenspektrometer (GC-HRMS) und in Kopplung zu einem niederauflösenden Quadrupol-Spektrometer (GC-LRMS) verwendet. Mit der Kapillarelektrophorese wurden Verfahren in den Modi "Kapillar-Zonen-Elektrophorese (CZE) und "Micellare Electrokinetische Chromatographie (MEKC) mit verschiedenen internen Anreicherungstechniken ("Stacking") entwickelt. Für die Validierung des MEKC-Verfahrens mit interner Anreicherung ("Direktes-MEKC-Stacking") wurde ein Ringversuch organisiert und durchgeführt. Anhand von representativen Modellgemischen wurden die Verfahren geprüft und miteinander verglichen. Die Modellgemische sind reproduzierbar herstellbar; ihre Stabilität und Homogenität wurde abgesichert, so daß sie als synthetische Referenzmaterialien zur laborinternen Qualitätssicherung, zur Methodenbewertung und zum Laboratoriumsvergleich eingesetzt werden können. Anhand von charakteristischen Kenngrößen wie Bestimmungsgrenzen, Selektivität, Zeitaufwand, Kosten und Meßunsicherheiten wurden die Verfahren auf ihre Eignung als Standard- bzw. Referenzverfahren bewertet. Die Verfahren der HPLC-NMR, HPLC-ESI-MS, HPLC-APCI-MS und GC-HRMS können mit unterschiedlichem Einsatzbereich als Referenzverfahren für die Analytik von Phenolen eingesetzt werden. Die GC-HRMS ist dabei das leistungsstärkste Referenzverfahren. Die Verfahren der GC-LRMS und CE ("Direktes-MEKC-Stacking") sind als Standardverfahren geeignet und besitzen alle Voraussetzungen um auch als Normverfahren für die Analytik von Phenolen eingeführt zu werden. / Different selective and specific analysis procedures were developed for the determination of phenol derivatives, in particular alkylphenols, in environmental relevant matrices using High-Performance Liquid Chromatography - Mass Spectrometry (HPLC-MS), High-Performance Liquid Chromatography- Nuclear-Magnetic Resonance Spectrometry (HPLC-NMR), Gas Chromatography- Mass Spectrometry (GC-MS) and Capillary Electrophoresis (CE). HPLC-MS was used with atmospheric pressure ionization techniques, Electrospray Ionization (HPLC-ESI-MS) and Atmospheric Pressure Chemical Ionization (HPLC-APCI-MS). Analysis procedures for GC-MS were developed for a high resolution mass spectrometer (GC-HRMS) and a low resolution benchtop quadrupole mass spectrometer (GC-LRMS). CE was used in the Capillary Zone Electrophoresis (CZE) and Micellar Electrokinetic Chromatography (MEKC) mode with different internal stacking techniques. The MEKC procedure with internal stacking (called "Direct-MEKC-Stacking") was validated by an interlaboratory comparison test. These procedures were tested and optimized using representative model mixtures and the most efficient then validated. The model mixtures were produced reproducably and their stability and homogeneity were demonstrated for the application as synthetic reference materials, e.g. for internal laboratory control, quality assurance or method development. The different analysis procedures were categorized as standard- or reference procedures on the basis of characteristic properties, e.g. detection limits, selectivity, analysis time, cost and uncertainty. HPLC-NMR, HPLC-ESI-MS, HPLC-APCI-MS, GC-HRMS can be used as reference procedures for different fields of use. Best performance can be reached with GC-HRMS. GC-LRMS and "Direct-MEKC-Stacking" can be used as standard procedures for the analysis of phenol derivatives and they fulfill all conditions for their implementation in standardization.

Neben der Sicherheit für Lebensmittel stehen auch immer mehr die Lebensmittelverpackungen im Fokus der Öffentlichkeit. Der Übergang von Stoffen aus der Verpackung in das Lebensmittel ist unerwünscht und gesetzlich reglementiert. Um den Verbraucherschutz zu gewährleisten, müssen Grenzwerte und gesetzliche Anforderungen eingehalten werden. Der Übergang von rechtlich geregelten und nicht geregelten Substanzen muss überprüft werden, was eine analytische Herausforderung darstellt. Die Untersuchung der migrierenden stickstoffhaltigen Substanzen aus Doseninnenbeschichtungen mittels eines Screenings aller migrierenden nicht-flüchtigen stickstoffhaltigen Substanzen mit einer molaren Masse kleiner 1000 Da wurde durchgeführt. Die Anwendbarkeit eines Stickstoff-selektiven Detektors für das Screening von Coating-Extrakten, welche stickstoffhaltige Verbindungen enthalten konnte gezeigt werden. Gegenstand der Untersuchung waren Vernetzersubstanzen, Flüssiglacke sowie Migrate der fertigen Beschichtung. Stickstoffhaltige potenziell migrierende Substanzen wurden zunächst in den Ausgangsmaterialien der Beschichtung identifiziert, um diese dann im Migrat der Beschichtung zu quantifizieren. Es sollte gezeigt werden, ob Substanzen, welche als Ausgangsstoffe im Lack eingesetzt werden, oder entstehende Reaktionsprodukte in ein Lebensmittelsimulanz migrieren. Um die Relevanz der migrierenden stickstoffhaltigen Verbindungen im Hinblick auf weitere nicht stickstoffhaltige migrierende Verbindungen zu zeigen, wurde das Gesamtmigrat der zur Verfügung stehenden Coatings bestimmt. Es zeigte sich, dass der Anteil von NCS an den insgesamt migrierenden Verbindungen zwischen 0,2 und 6,3 % liegt. Der Fokus des zweiten Teils der vorliegenden Arbeit liegt auf Lebensmittelverpackungen aus Kunststoff. Zunächst wurde eine HPLC-Methode mit Hilfe des Verdampfungslichtstreudetektors zur Bestimmung der Gesamtmigration mit dem Simulanz Sonnenblumenöl etabliert werden. Das Ziel dieser Untersuchungen ist, den Einfluss von Temperatur, Zeit und Schichtdicke auf das Migrationsverhalten von Siegelschichten für den Hochtemperaturbereich (> 70 °C) mit fetthaltigen Lebensmitteln mit Hilfe von statistischer Versuchsplanung vorherzusagen. Mit Hilfe einer statistischen Software konnte eine Regressionsgleichung zur Berechnung der Gesamtmigration auf der Grundlage eines Box-Behnken-Versuchsplans erstellt werden. Dabei hatte die Temperatur den größten Einfluss auf die Gesamtmigration. Die Einflüsse von Zeit und Schichtdicke waren im untersuchten Bereich des hier gezeigten Modells linear und stiegen mit Erhöhung der Temperatur. Weiterhin konnte je 10 °C Temperaturerhöhung eine Verdopplung des ermittelten Gesamtmigrationswertes beobachtet werden. Die Bestimmung der Additive aus den Ersatzsimulanzien 95 % Ethanol und Iso-Octan von Verpackungen sollte ebenfalls gezeigt werden. Ein Screening-Gradient zur Bestimmung von 25 Additiven in den Ersatzsimulanzien wurde etabliert. Die Identifizierung der migrierenden Additive erfolgte mittels der Detektoren UVD (DAD), FLD, ELSD und CLND. Mit Hilfe der verschiedenen Detektionsarten ist es möglich, die strukturelle Vielfalt der eingesetzten Additive abzudecken. Eine Absicherung der Ergebnisse konnte zudem über MS-Detektion erfolgen. Mit Hilfe der Untersuchungen wurden die gesamtmigrierenden Substanzen aus Verbundfolien zu 50 % (95 % Ethanol-Migrat) bzw. 10 % (Isooctan-Migrat) aufgeklärt. Die Konzentration der quantifizierten Additive zeigte im Verhältnis gesehen annähernd gleiche Werte. Der Unterschied in den ermittelten Gesamtmigraten (95 % Ethanol: 1,2 mg/dm2, Iso-Octan: 5,6 mg/dm2) konnte demnach nicht über die migrierenden Additive erklärt werden. Als weitere migrierende Substanzen wurden Ethylen-Oligomere identifiziert. Die Quantifizierung dieser erfolgte erstmals mit Hilfe der 1H-NMR-Spektroskopie. Die nahezu vollständige Aufklärung der Gesamtmigration einer Verbundfolie in den Ersatzsimulanzien konnte gezeigt werden. Die migrierenden Ethylen-Oligomere des Iso-Octan-Migrats wurden eingehender untersucht. Mit Hilfe von verschiedenen chromatographischen und spektroskopischen Methoden gelang eine Charakterisierung dieser im Migrat identifizierten Substanzen. / Besides the safety of food the focus on food packaging material increases in public. The migration of substances from the packaging into food is undesired and regulated by law. To ensure consumer protection legal limits and requirements have to be kept. The migration of regulated und not regulated substances has to be verified which means an analytical challenge. The determination of nitrogen containing substances (NCS) from food can coatings by screening of migrating, non-volatile substances with a molecular mass below 1000 Da from the coatings was carried out. The applicability of a nitrogen selective detector for the screening of coating extracts which contain nitrogen containing susbtances was shown. For the investigations crosslinking substances, liquid lacquers as well as migrates of the finished coatings have been available for determination. Nitrogen containing and potential migrating substances have been identified first in the raw marterial of the coating in order to quantify them in the migrates of the coating. It should be shown if substances from the raw materials or reaction products migrate into the food simulant. In order to show the relevance of the migrating nitrogen containing substances in respect to other non nitrogen containing compounds the overall migration of the available coatings was determined. It could be shown that the amount of NCS in the overall migrating substances was between 0.2 and 6.3 %. Focus of the second part of the work was on food packing made of plastic. First an HPLC-method with ELS detection for the determination of the overall migration in sunflower oil was developed. Purpose of this determination was to predict the influence of temperature, time and thickness of the layer on the migration behavior with fatty food of sealing layers in high temperature range (> 70 °C) by means of design of experiments. A statistical software computed a regression equation for the calculation the overall migration based on a Box-Behnken-Design. The highest influence could be shown for the temperature. The modell showed a duplication of the determined overall migration with 10 °C increase of temperature. The determination of plastic additives out of the 95 % ethanol and isooctane migrates of packaging material should also be conducted. An HPLC-screening method for the determination of 25 additives in the fat substitutes was established. The identification of the migrating additives was carried out with UV detection (DAD), FLD, ELSD and CLND. By means of the different detection systems it was possible to cover the structural diversity of the mainly used additives. To insure the results MS detection was used. By means of this investigations a clarification of the total migrating substances of a multilayer film was 50 % (95 % ethanol) and 10 % (isooctane), respectively. The concentration of the migrating substances on the scale of things is nearly identical. The difference in the overall migration (95 % ethanol: 1.2 mg/dm2, isooctane: 5.6 mg/dm2) can not be clarified by migration of additives. As other migrating substances ethylen oligomers can be identified. The quantification was carried out for the first time with 1H﷓NMR spectroscopy. An almost complete identification of migration substances of the overall migrate in food simulants can be shown. The migrating ethylen oligomers have been further investitgated. With the help of different chromatographic and spectroscopic methods a further characterisation of the migrating ethylen oligomers was successul.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniversitet, 2005. / Härtill 5 uppsatser.

Demosponges possess a skeleton made of a composite material with various organic constituents and/or siliceous spicules. Chitin is an integral part of the skeleton of different sponges of the order Verongida. Moreover, sponges of the order Verongida, such as Aplysina cavernicola or Ianthella basta, are well-known for the biosynthesis of brominated tyrosine derivates, characteristic bioactive natural products. It has been unknown so far whether these compounds are exclusively present in the cellular matrix or whether they may also be incorporated into the chitin-based skeletons. In the present study, we therefore examined the skeletons of A. cavernicola and I. basta with respect to the presence of bromotyrosine metabolites. The chitin-based-skeletons isolated from these sponges indeed contain significant amounts of brominated compounds, which are not easily extractable from the skeletons by common solvents, such as MeOH, as shown by HPLC analyses in combination with NMR and IR spectroscopic measurements. Quantitative potentiometric analyses confirm that the skeleton-associated bromine mainly withstands the MeOH-based extraction. This observation suggests that the respective, but yet unidentified, brominated compounds are strongly bound to the sponge skeletons, possibly by covalent bonding. Moreover, gene fragments of halogenases suggested to be responsible for the incorporation of bromine into organic molecules could be amplified from DNA isolated from sponge samples enriched for sponge-associated bacteria.