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Die Probe auf dem Probenträger wird im Hochvakuum einem kurzzeitigen, intensiven Impuls
kurzwelliger Laserstrahlung ausgesetzt, wobei die Laserenergie von der Matrix absorbiert
und in thermische Energie umgewandelt wird. Durch die schnelle Aufheizung werden die
Moleküle explosionsartig in die Gasphase desorbiert. Bei diesem Phasenübergang werden
die Analytmoleküle mitgerissen und durch den Adduktbildner ionisiert. Für die Ionisation
werden verschiedene Mechanismen diskutiert. Eine abschließende Klärung steht jedoch
noch aus. 65, 66 Im Vergleich zu Elektronenstoßionisation oder anderen Ionisationsmethoden
kann bei MALDI die Energie durch Laserpulse kontrolliert und effizient zugeführt werden,
daher können die Analytmoleküle von einer überschüssigen Energie, die zur Fragmentierung
führen kann, geschützt werden. 42 Aufgrund der schonenden Ionisation hat die MALDI-TOF-
MS insbesondere bei der Charakterisierung von Makromolekülen wie z.B. Proteinen große
Anwendung erfahren.
Die entstandenen Ionen werden in einem elektrischen Feld auf eine kinetische Energie von
einigen keV beschleunigt und driften über eine feldfreie Flugstrecke von etwa 1-2 Metern.
Die Flugzeit ist nach folgender Gleichung abhängig vom m/z-Verhältnis 67 :
m 2eU
t
2
z L
2
Gleichung 1
(e = Elementarladung, U = Beschleunigungsspannung, L = Länge der Driftstrecke, t = Flugzeit
in der Driftstrecke).
Aus der Gleichung kann man sehen, dass das Quadrat der Flugzeit proportional zu m/z ist,
d.h. die schwereren Ionen erreichen den Detektor später als die leichten Ionen.
Da in der Laserdesorption nicht alle Ionen zur gleichen Zeit am gleichen Ort desorbiert und
ionisiert werden, ergibt sich eine Zeitverzögerung, wodurch nicht alle Ionen gleicher Masse
zum exakt gleichen Zeitpunkt zum Detektor gelangen. Dies verursacht eine
Signalverbreiterung und damit eine verringerte Massenauflösung. Zur Kompensation der
Energieverteilung der Ionen kann ein elektrostatischer Ionenspiegel, Reflektor genannt,
verwendet werden. Energiereichere Ionen driften tiefer in das Bremsfeld des Reflektors ein,
durchlaufen dadurch einen längeren Weg im Reflektor und werden somit von den
energieärmeren Ionen gleichen m/z-Verhältnisses eingeholt, wodurch sie nahezu gleichzeitig
detektiert werden (s. Abbildung 8).
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