Research Group
Prof. Hühnerfuss
 

The Photo was taken during the IQN-Workshop
that took place at the University of Hamburg Febr. 18th - 21st, 2002

Sponsored by funds of the DAAD /BMBF-program “International Quality Network” (IQN)

Kontakt: Prof. Dr. Heinrich Hühnerfuss
                 Tel.:     +49-40-42838-4240
                 Email:  huehnerfuss@chemie.uni-hamburg.de

Partner

Partner 1:
Prof. Dr. Åke Bergman
Chair of Environmental Chemistry
Department of Environmental Chemistry
Stockholm University
SE-106 91  Stockholm
Sweden

Tel.:    +46-8-163997
Email: ake.bergman@mk.su.se

Partner 2:
Prof. Dr. Jana Hajšlová
Institute of Chemical Technology (ICT)
Department of Food Chemistry and Analysis
Technická 3
166 28 Praha 6
Czech Republic

Tel.:  +420- 2-24 31 40 96
FAX: +420- 2-24 35 31 85

Email: Jana.hajslova@vscht.cz

Partner 3:
Dr. Roland Kallenborn
Norwegian Institute for Air Research/
 Norsk institutt for luftforskning  (NILU )
The Polar Environmental Centre/ Polarmiljøsentret
Hjalmar Johansens gate 14, NO-9296 Tromsø (NORWAY)

phone: + 47 77 75 03 86,
FAX: + 47 77 75 03 76
Email: rok@nilu.no

and the
University of Tromsø (Institute of Pharmacy)
Norway

Zielsetzung dieses IQN-Projekts

• Einbindung ausländischer Gastwissenschaftler aus den Institutionen der Partner in das gemeinsame Forschungsprogramm Polare Wirkstoffe in der aquatischen Umwelt, das in Norwegen seit März 2001 vom Norwegischen Forschungsrat gefördert wird und in Hamburg im Rahmen einer Diplom- und zweier Doktorarbeiten begonnen wurde.
• Einbindung ausländischer Gastwissenschaftler aus den Institutionen der Partner in das gemeinsame Forschungsprogramm Moschusduftstoffe und ihre Transformationsprodukte in der Umwelt
• Einbindung ausländischer Gastwissenschaftler aus den Institutionen der Partner in das gemeinsame Forschungsprogramm PCB und ihre Transformationsprodukte in der Umwelt
• Einbindung ausländischer Gastwissenschaftler aus den Institutionen der Partner in die Lehre des Fachbereichs Chemie der Universität Hamburg
• Anwerbung ausländischer Studierender im Rahmen des ICGS-Studiengangs, die nach dem Bachelor-Abschluss ihr Studium in Hamburg fortsetzen möchten.
• Einbindung von ausländischen Doktoranden in die oben angegebenen Forschungsprogramme des Arbeitskreises Prof. Dr. Hühnerfuss
• Einbindung von ausländischen post-Doktoranden aus den Institutionen der Partner in Forschung und Lehre des Fachbereichs Chemie der Universität Hamburg

Bewilligte Programmmaßnahmen

• 5 Stipendien für ausländische Studierende
• 6 Stipendien für ausländische Doktoranden
• 2 Postdoktoranden-Stellen und Forschergruppen
• 6 Projektbezogener Personenaustausch
• Betreuung, Nebenkosten, Werbung
• Einbindung in ein von allen Partnern gemeinsam getragenes Forschungsprogramm “Polare Wirkstoffe in der aquatischen Umwelt” (Beispiel: pharmazeutische Wirkstoffe aus dem human- und tiermedizinischen Bereich und deren Metabolite im marinen Ökosystem; weitere Beispiele siehe oben unter “Zielsetzung”).

Ausführliche Darstellung dieses IQN-Projektes:
“Am Anfang war das Handy”
von
Heinrich Hühnerfuss

Forschungsförderung in Deutschland nimmt häufig ungewöhnliche Wege. Die hier vorgestellte Variante könnte unter dem Motto “am Anfang war das Handy” laufen: Die UMTS-Lizenzen wurden versteigert und erbrachten einen Betrag von etwa 80 Milliarden DM, der vor allem von Seiten der Bundesländer Begehrlichkeiten weckte. Der Bundesfinanzminister, Hans Eichel, nutzte diese Summe jedoch zur Tilgung von Altschulden, um die Zinslast des Bundes zu verringern. Diese Zinsersparnisse wurden für einige Schwerpunktprojekte genutzt, unter anderem für den Aufbau Internationaler Qualitäts-Netze (International Quality Nets, kurz IQN).

Das neue DAAD-Programm “Internationale Qualitätsnetze”, das im Rahmen der Zukunftsinitiative Hochschulen (ZIH) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) zunächst für drei Jahre gefördert wird, dient der verstärkten Einbeziehung hochqualifizierter Wissenschaftlerinnen, Wissenschaftler, Graduierter und Studierender aus dem Ausland in die Forschung und Lehre an Deutschen Hochschulen. Die in diesem Programm vorgesehenen Maßnahmen basieren auf Kooperationsnetzen mit erstrangigen ausländischen Partnern und leisten damit einen substantiellen Beitrag zur Internationalisierung der Hochschulen und deren Stärkung im internationalen Wettbewerb. Soweit die wesentliche Programmidee aus der Projektausschreibung, die durch einige Zusatzaspekte abgerundet wurde, wie zum Beispiel, daß bei allen Fördermaßnahmen eine adäquate Beteiligung von Studentinnen und Wissenschaftlerinnen anzustreben sei und daß besonders zu Anträgen aus Fächern ermutigt werde, bei denen gegenwärtig in Deutschland ein besonderer Bedarf an ausländischer Expertise bestehe – etwa der Informations- und Kommunikationstechnologie, den Bio- und Umweltwissenschaften, der Gesundheitsforschung, der Materialwissenschaft, der Nanotechnologie und den entsprechenden interdisziplinären Themenbereichen. Für die Beantragung wurden extrem kurze Fristen gesetzt, im Gegenzug wurde aber auch eine zügige Evaluierung und, bei positiver Gutachterbewertung, Bewilligung in Aussicht gestellt.

Die IQN-Ausschreibung erreichte uns zu einem Zeitpunkt, als der Fachbereich Chemie der Universität Hamburg gerade seine Diskussionen um eine Studiengangsergänzung weitgehend abgeschlossen hatte: Es waren neue Master-Studiengänge für die Bereiche Life-Science, Analytik und Materialwissenschaften entwickelt worden und für die ersten beiden Komplexe auch verabschiedet worden. Die Analytik ist im Fachbereich Chemie sehr stark von der Umweltanalytik im weitesten Sinne geprägt. Es wird darunter nicht nur die Analyse von Problemstoffen in der Umwelt verstanden, sondern es wird auch die Rolle von chemischen Stoffen bei der Kommunikation zwischen den Lebewesen untersucht, seien es Pheromone oder andere Signalstoffe. Mit den neuen Angeboten wollte der Fachbereich Chemie die Voraussetzung schaffen, ausländische Studierende im Rahmen des ICGS-Programms (ICGS = International Centre of Graduate Studies) aufnehmen und betreuen zu können.

Betrachtet man beide Programme, das IQN- und das ICGS-Programm, näher, erkennt man sehr schnell, daß sie sich in idealer Weise ergänzen: Die Schlagkraft der Ausbildung im Bereich Analytik läßt sich verstärken, indem man besonders ausgewiesene Professorinnen, Professoren bzw. Dozentinnen und Dozenten aus dem Ausland für Blockseminare, aber auch für reguläre Vorlesungen nach Hamburg holen kann. Ferner können Studierende verschiedener Ausbildungsstufen mit einem Stipendium versehen werden, um ihr Studium in Hamburg teilweise oder gänzlich in Hamburg im Sinne des ICGS-Studienganges fortzuführen. Selbst bei semesterweisen Aufenthalten ist der Multiplikatoreffekt nicht zu unterschätzen, da die Mund-zu-Mundpropaganda nach der Rückkehr an die heimische Universität Interesse wecken sollte, ebenfalls nach Hamburg zu kommen.

Mit diesem Konzept, der Verknüpfung der IQN- und ICGS-Programme, bewarb sich Prof. Dr. Heinrich Hühnerfuss vom Institut für Organische Chemie um eine Förderung im Rahmen des IQN-Programms. Es fügte sich zu der Zeit, daß der Fachbereich Chemie ihn als Kontaktperson für den Bereich Analytik des Masterstudiengangs benannt hatte, so daß ein sehr schlüssiges und bereits sehr weit vorangetriebenes Konzept hinter dem Antrag zu sehen war. Offenbar wurde dies von den Gutachtern genauso beurteilt. Bereits etwa einen Monat nach Einreichen des Antrags lag die Bewilligung vor. Der Universität wurde eine Gesamtsumme von etwa 550 000 DM genehmigt (Laufzeit vorerst bis 2003), womit Hamburg eine von insgesamt neun in Deutschland erteilten positiven Bescheiden erhielt.

Die Geschwindigkeit, mit der die IQN-Ausschreibung bis hin zur Genehmigung durchgezogen wurde, war geradezu atemberaubend und ließ kaum Raum, mit den nötigen Infrastrukturen nachzukommen. Es mußten neue Stipendientexte entworfen werden, geeignete Maßnahmen für Versicherung, Krankenkasse usw. entwickelt werden, da nichts Vorhandenes so recht passen wollte. Gute Ratschläge gab es viele von dem Geldgeber DAAD und von dem Stab um Herrn Dr. Hellmann, aber es bedurfte vieler Anstrengungen, um IQN-orientierte Formblätter und Regularien zu bereitzustellen. Das Hauptproblem, das in dieser Form in zunehmendem Maße auf die Universität zukommen wird, ist die kurzfristige Beschaffung von preiswerten Unterkunftsmöglichkeiten für Studierende, die manchmal auf der Zeitskala von vielleicht zwei Monaten nach Hamburg kommen sollen und dadurch nicht in die üblichen Verteilungsmechanismen für Studentenwohnheime eingegliedert werden können, wo ein deutlich längerer zeitlicher Vorlauf erforderlich wäre. Der Universitätspräsident hat dies Problem bereits erkannt und zugesagt, daß schnellstens Lösungen gesucht werden. Nachteilig ist hier natürlich, daß die Universität neben dem Gästehaus, das mehr für die mit besseren Tagegeldern versehenen Professoren in Frage kommt, keine entsprechende kurzfristig zu nutzende Einrichtung für Studierende besitzt. Könnte man eine derartige Einrichtung schaffen wäre man für neue Entwicklung, also die flexible Internationalisierung der Universität, deutlich besser gerüstet. In der Übergangszeit wäre die Bereitstellung eines Kontingents in vorhandenen Studentenwohnheimen eine aktzeptable Lösung, aber auch dieser einfache Ansatz muß erst durchgesetzt werden. Bei der Lösung dieses Problems sollten sich alle vergleichbaren Initiativen zusammenschließen, die in verschiedenen Fachbereichen in Vorbereitung oder bereits angelaufen sind. Schließlich ist das Zimmer für den Chemiker nicht grundlegend anders ausgelegt als das Zimmer für den Philosophen oder Informatiker. Warum sollen die Fäden nicht an einer Stelle, beispielsweise im ICGS-Büro, zusammenlaufen?

English Version

Partners

The project is carried out in co-operation between the groups of

Partner 1:
Prof. Dr. Åke Bergman
Chair of Environmental Chemistry
Department of Environmental Chemistry
Stockholm University
SE-106 91  Stockholm
Sweden

Tel.:    +46-8-163997
Email: ake.bergman@mk.su.se

Partner 2
Prof. Dr. Jana Hajšlová
Institute of Chemical Technology (ICT)
Department of Food Chemistry and Analysis
Technická 3
166 28 Praha 6
Czech Republic

Tel.:  +420- 2-24 31 40 96
FAX: +420- 2-24 35 31 85

Email: Jana.hajslova@vscht.cz

Partner 3:
Dr. Roland Kallenborn
Norwegian Institute for Air Research/
 Norsk institutt for luftforskning  (NILU)
The Polar Environmental Centre/ Polarmiljøsentret
Hjalmar Johansens gate 14, NO-9296 Tromsø (NORWAY)

phone: + 47 77 75 03 86,
FAX: + 47 77 75 03 76
Email: rok@nilu.no

and the
University of Tromsø (Institute of Pharmacy)
Norway

Goals

• Forming an International Quality Network by including guest scientists, stemming from the institutions of our IQN partners, into the research carried out by the group of Prof. Hühnerfuss at the University of Hamburg. The present topics emphasised in the scientic IQN research are described in detail below.
• Including guest scientists, stemming from the institutions of our IQN partners, into the teaching activities of the chemical department of the University of Hamburg, with particular emphasis on Analytrical and Environmental Chemistry. Thus one of the three central topics of this department will get additional international strength.
• Diploma students as well as Ph.D. students, stemming from the institutions of our IQN partners, can work as members of the research group of Prof. Hühnerfuss at the University of Hamburg.
• Two post-docs, stemming from the institutions of our IQN partners, are presently working as members of the research group of Prof. Hühnerfuss at the University of Hamburg. This was a very important step for stabilising this International Quality Network significantly.

Detailed Scientific Goals

Scientific goal # 1:  Polar biologically active xenobiotics in the environment
                               such as pharmaceuticals
The project aims at the determination of levels and distribution of selected priority drug residues in hospital and municipal effluents as well as in medium and low contaminated seawater from the Tromsø area, the river Elbe as well as some Swedish and Czech rivers and lakes. The concentration profiles thus obtained may serve to gain new insights into the fate of  pharmaceuticals in aquatic ecosystems. Additionally, fish samples will be analysed for the presence of these compounds. The project is carried out in co-operation between the Norwegian Institute for Air Research (NILU),  the University of Tromsø (Institute of Pharmacy) (Both Norway), the University of Stockholm (Sweden), the Institute of Chemical Technology (ICT) in Prague (Czech Republique) and the University of Hamburg (Institute of Organic Chemistry, Germany).

Scientific goal # 2:  Musks and their transformation products as environmental xenobiotics
Nitro musks and polycyclic musk compounds have been and are being widely used as fragrance ingredients in soaps, laundry detergents and cosmetics. The occurrence of nitro musks in the aquatic environment was first reported in 1981. Subsequently, these compounds were detected in marine and freshwater, in fish, mussels and shrimps, in human adipose tissue, blood and in breast milk as well as in ambient air. Consumer Organisations in the Netherlands and other countries have recognised that severe health problems seem to be related to musk fragrances and, following the precautionary principle, strongly recommend a reduction of the use of these compounds. In the year 1998, musk xylene (MX) was included in the ‘list of chemicals for priority action of the EU and OSPAR commission’, which implies a need for the improvement of analytical methods for the analysis of MX and its inclusion in monitoring programmes.
     However, clear regulations for musks have thus far been impossible, because monitoring data for aquatic biota are only available for few countries like Germany, but a pan-European assessment is presently impossible, firstly, due to lack of reliable data, and secondly due to insufficient knowledge with regard to the toxicological effects of musk compounds. EU regulations with regard to musks, however, require a pan-European dimension of the assessment. The fact that in Germany relatively good monitoring data are available, plays no role for a decision on a European scale, because the application of musk formulations is known to be different in Europe and in the world. A reliable risk assessment for the EU citizens requires a pan-European data set.
     With regard to the transformation of polycyclic musks lactone derivatives may be formed. First results for the lactone derivative of HHCB (galaxolide^®) showed that such transformation products may leave the waste water plants in notable concentrations. However, a systematic survey on the load of European limnic, marine, and terrestrial environments is still lacking.
     Nitro and polycyclic musks were also detected in human adipose tissue, blood and human milk, which gave rise to a critical discussion with special emphasis on potential dermal resorption from cosmetics and chronic toxicity . In particular, the direct environment of humans such as in- and outdoor air, indoor dust, and clothes, appear to be of paramount importance for a potential impact of musks on human health. Up to now human samples were analysed on synthetic musks in Germany and Switzerland only. However, systematic investigations on this exposure aspect on a pan-European basis are urgently needed, in order to obtain a reliable database for any decisions by the EU on this important health issue. 
     The present International Quality Network may not be large enough to claim to supply a pan-European data set, but important imformation with regard to the fate of poycyclic musk in the environment can be expected from our network.

Scientific goal # 3:  Enantioselective preparative HPLC separation of chiral
                              MeSO₂-, MeS-, MeO- and HO-PCBs, the determination of
                              their absolute structures and their rotational barriers
Goal # 3 has pioneering character and comprises a long-term goal:The project aims at the systematic determination of the absolute structures as well as of the rotational barriers of various chiral PCB metabolites and other PCB derivatives. As a first step, the enantioselective preparative HPLC separation will be carried out, followed by the determination of the absolute structure by vibrational circular dichroism/quantum chemical calculations. Furthermore, the amounts of separated enantiomers will allow systematic toxicological investigations and thus an inclusion of the PCB metabolites in a more comprehensive elucidation of PCB risk assessments studies. After sufficiently encouraging data, a separate research proposal will be submitted to a funding agency.