Laborinfrastruktur

Wir betreiben ein modernes Labor zur Bestimmung von stabilen Isotopenverhältnisse der Elemente Kohlenstoff (¹³C) und Stickstoff (¹⁵N) von Feststoffen. Die Messung des stabilen Isotopenverhältnisses von Schwefel (³⁴S) streben wir perspektivisch an. Für die Analytik nutzen wir das EcovisION IRMS-System (Elementar) für ökologische Forschung, welches die Elementaranalyse (EA) mit Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (IRMS) in einem kompakten, automatisierten System kombiniert. Bei der Messung werden die Proben in einem ersten Schritt zunächst im EA-Modul unter kontrollierten Bedingungen verbrannt und in die Messgase (z.B. CO₂, N₂) umgewandelt, die anschließend im IRMS hochpräzise auf ihr Isotopenverhältnis analysiert werden.

Standardmäßig analysieren wir Bulk-Proben mit natürlichen Istopenverhältnissen, es besteht aber auch die Möglichkeit getracerte Proben mit angereicherten Isotopenverhältnissen zu messen. Letzteres wird jedoch nur nach Absprache und nicht routinemäßig durchgeführt. Die gewonnenen Daten liefern nutzen wir insbesondere in Forschungsprojekten zur Untersuchung von Nahrungsnetzen,  Stoffkreisläufen und biogeochemischen Prozessen. 

Ausgewählte Publikationen zur Stabilen Isotopen Analytik:

• Koester, M., C. Frenzel, G. Becker & R. Sahm (2022). Food spectrum of the Chinese mitten crab (Eriocheir sinensis): insights from the Lower River Rhine comparing stable isotope mixing models and genetic gut content analyses. Aquatic Invasions 17: 560-576. https://doi.org/10.3391/ai.2022.17.4.06
• Sahm, R., E. Sünger, L. Burmann, J.P. Zubrod, R. Schulz & P. Fink (2021). Compound‐specific δ¹⁵N analyses of amino acids for trophic level estimation from indigenous and invasive freshwater amphipods. International Review of Hydrobiology 106: 41-47. https://doi.org/10.1002/iroh.202002058

• Koester, M., B. Bayer & R. Gergs (2016). Is Dikerogammarus villosus (Crustacea, Gammaridae) a ‘killer shrimp’ in the River Rhine system? Hydrobiologia 768: 299-313. https://doi.org/10.1007/s10750-015-2558-9 

   

Das Fachgebiet verfügt über eine moderne Versuchsanlage zur Simulation von Fließgewässern bestehens aus 16 Edelstahlrinnen mit ca. 80 L Volumen. In zwei Reihen angeordnet, die unabhängig voneinander über eines eigenen Motor angebetrieben werden, wird in jeder Fließrinne mittels einem Schaufelrad eine Wasserströmung erzeugt, die natürliche Fließbedingungen simuliert. Beleuchtet werden die Systeme über zwei separate LED Einheiten (Neptun, Firma Roschwege), mit denen jeweils 8 der Rinnen angesteuert werden. Mittels vier unabhängig steuerbaren Lichtkanälen je LED-Einheit (UV-A + Blau-Licht [430 nm] // Weiß‐Licht mit hohem Blau‐Licht‐Anteil // Weiß‐Licht mit hohem Rot‐Licht‐Anteil // Fernes Rot) lassen sich spezielle Szenarien der Wellenlängenverteilung abbilden, die nahezu das gesamte natürliche Lichtspektrum abdeckt und so unter anderem das Wachstum von Wasserpflanzen und verschiedenen Algen ideal unterstützen wie auch physiologische Regulatoren steuern können. Weiterhin lassen sich sowohl tageszeitliche wie auch saisonale Belichtungsmuster simulieren. Dadurch ist die Anlage gleichermaßen für Kurzzeitexperimente wie auch für mehrmonatige Studien geeignet, in denen komplexe Fließgewässerökosysteme mit Wasser, Sediment, Makrophyten und verschiedenen wirbellosen Tierarten abgebildet und untersucht werden können.