Dokument 2.pdf - OPUS-Datenbank - Universität Hohenheim

3 Einleitung
werden die Zeit und das m/z-Verhältnis auf der x- und y-Achse aufgetragen, die Intensität
wird über eine „Heatmap“ kodiert. Daraus abgeleitet, gibt ein MS-Spektrum die
Intensität sowie das m/z-Verhältnis aller Ionen zu einem gegebenen Zeitpunkt wieder.
Das „Extracted Ion Chromatogram“ (XIC) stellt im Gegensatz hierzu den zeitlichen
Verlauf der Intensität eines ausgewählten m/z-Verhältnisses und damit eines Ions dar.
Die Summe der Intensitäten aller m/z-Verhältnisse über die Zeit kann über die so
genannte „Total Ion Current“ (TIC) dargestellt werden.
3.3.2 Elektrospray-Ionisation (ESI)
Für die Analyse von Biomolekülen war die Entwicklung zweier Ionenquellen, welche
erstmals die „sanfte“ Ionisation großer Moleküle ermöglichten, von zentraler Bedeutung.
Sowohl die „Matrix Assisted Laser Desorption/ Ionization“ (MALDI, Karas et al.
1987; Tanaka et al. 1988) als auch die „Elektrospray Ionisation“ (Dole et al., 1968; Fenn
et al., 1989), ermöglichen erstmals die Ionisation und damit die massenspektrometrische
Analyse großer Biomoleküle. Obwohl beide Ionisationsmethoden im Bereich Proteomics
eine breite Anwendung finden, soll hier nur auf die im Rahmen dieser Arbeit verwendete
„Elektrospray Ionisation“ (ESI) eingegangen werden. Einer der größten Vorteile
der Elektrospray-Ionisation liegt in der bereits im vorherigen Abschnitt beschriebenen
Möglichkeit eine chromatographische Trennung „online“ mit einem Massenspektrometer
zu verbinden. Die Ionisation der Peptide erfolgt aus dem Flüssigkeitsstrom der HPLC
heraus, wobei die für die Überführung der Ionen in die Gasphase benötigte Energie über
ein elektrisches Feld zwischen der Nadel und der Öffnung des Massenspektrometers zugeführt
wird. Abbildung 3.8 zeigt schematisch den Ablauf dieses Ionisationsprozesses
an einer nano-ESI Quelle.
Im positiven Modus befindet sich die Kathode an der Nadel, die Anode am Massenspektrometer.
Hierdurch werden die positiv geladenen Peptide in die Richtung des Massenspektrometers
beschleunigt und bilden an der Spitze der Nadel kleine, hochgeladene
Tröpfchen. Während ihrer Wanderung im elektrischen Feld kommt es zu einem kontinuierlichen
Verlust von Lösungsmittel, wodurch sich die Ladungsdichte an der Oberfläche
der Tröpfchen erhöht. Beim Erreichen des so genannten Rayleigh-Limits, kann die Oberflächenspannung
die Abstoßungstendenz gleicher Ladungen nicht mehr ausgleichen und
es kommt zu einem Zerfall des Tröpfchens (Coulomb-Explosion). Dieser Prozess setzt
sich kaskadenartig fort, bis eine vollständige Desolvatisierung aller Ionen erreicht ist.
Die Desolvatisierung kann technisch durch die Verwendung von „Curtain-Gas“ oder
einer geheizten Transferkapillare unterstützt werden. Die bei der Elektrospray Ionisation
gebildeten Ionen sind, im Vergleich zur MALDI, überwiegend mehrfach geladen
(Lottspeich, 2012).
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