Dokument 2.pdf - OPUS-Datenbank - Universität Hohenheim

3 Einleitung
definierten Massenbereichs den Quadrupol auf einer stabilen Bahn passieren. Ionen,
welche ein anderes m/z-Verhältnis aufweisen, kollidieren mit den quadratisch angeordneten
Metallstäben des Quadrupols. Durch die schrittweise Variation der an den
Stäben anliegenden Spannung, kann der gesamte Massenbereich sukzessive gescannt
werden. Mit der Verringerung der Schrittgröße erhöhen sich dabei die Massengenauigkeit
und das Auflösungsvermögen. Dies geschieht jedoch auf Kosten der Sensitivität.
Meist werden Quadrupol-Analysatoren in Triple-Quadrupol-Massenspektrometer (drei
in Reihe geschaltete Quadrupole) oder QTraps (Zwei Quadrupole + lineare Ionenfalle)
eingesetzt, wo ihre Stärken besonders zum Tragen kommen.
Wie auch bei Quadrupolen basiert das Prinzip der Ionenfalle darauf, Ionen auf stabilen
Bahnen in einem elektrischen Feld zu halten. Hierfür werden Ionen eines möglichst breiten
Massenbereichs in der Falle „eingefangen“ und entsprechend ihres m/z-Verhältnisses
aus der Falle „ausgescannt“. In heutigen Hybrid-Massenspektrometern kommen dabei
überwiegend lineare Ionenfallen zum Einsatz, welche durch ihre erhöhte Ionenkapazität
eine höhere Sensitivität und auch Massengenauigkeit erreichen als klassische Pauli-
Traps. Kritisch sind auch hier die Größe des abgedeckten Massenbereichs sowie die
Beschränkungen für sehr kleine und sehr große Ionen zu bewerten (high und low mass
cut-off). Die Stärken von Ionenfallen liegen in ihrer hohen Scangeschwindigkeit sowie
der Möglichkeit, neben MS/MS-Daten auch MS n Daten zu erzeugen (Lovric, 2011).
Eine weitere Ionenfalle stellt der Orbitrap-Analysator dar. Obwohl das zugerundeliegende
Prinzip dieser Ionenfalle seit den 1920er Jahren bekannt ist, wurde dieser Analysator
erst in den letzten Jahren zur Marktreife entwickelt und hierdurch für die Analyse von
Biomolekülen verfügbar (Makarov, 2000; Makarov et al., 2006). Der größte Vorteil des
Orbitrap-Analysators liegt in seinem außerordentlich hohen Auflösungsvermögen sowie
seiner hohen Massengenauigkeit, welche nur von FTICR-Analysatoren übertroffen
werden. Für die Messung werden Ionen auf stabilen Umlaufbahnen um eine Zentralelektrode
gehalten. Dabei oszillieren diese seitlich zwischen den beiden Enden der Zentralelektrode
mit einer von ihrem m/z-Wert abhängigen Frequenz. Die Messung dieser
Frequenz erfolgt über den an der äußeren Elektrode während der Oszillation induzierten
Strom. Der bei der zeitgleichen Analyse unterschiedlicher Ionen (MS-Spektrum)
gemessene Strom stellt eine Überlagerung der Frequenzen der einzelnen Ionen dar. Die
Einzelfrequenzen und damit die m/z-Werte der in der Falle enthaltenen Ionen werden
mittels Fourier-Transformation berechnet. Die in dieser Arbeit verwendeten Hybrid-
Massenspektrometer sind in Abbildung 3.9 schematisch dargestellt. Dabei wurden lediglich
die Analysatoren nicht jedoch die verbindende Ionenoptik berücksichtigt.
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