MALDI-Technik

Was ist MALDI und wie funktioniert es?

Matrix-Assisted Laser Deposition/Ionization (MALDI) ist eine Probenpräparationstechnik, die zur Vorbereitung eines Analyten für die Massenspektrometrie verwendet wird. MALDI ist eine relativ schonende Technik, die es in der Regel ermöglicht, Moleküle ohne signifikante Fragmentierung zu analysieren.

Der Prozess beginnt mit dem Mischen des Analyten mit einer Matrix – üblicherweise ein kristallines Material, das in einem Lösungsmittel gelöst ist. Die Analyt/Matrix-Lösung wird dann auf eine Metallplatte aufgetragen und ist bereit für den Beginn des Ionisierungsprozesses.

Als Nächstes wird die Lösung mit gepulstem Laserlicht bestrahlt. Dies führt dazu, dass die Lösung von der Oberfläche der Platte desorbiert, wobei sowohl die Matrix als auch der Analyt entfernt werden. Hierbei hilft die Matrix, den Analyten zu schützen und Schäden durch den intensiven Laser zu verhindern. Während dieses Prozesses wird ein Proton von einem Matrixmolekül auf den Analyten übertragen. Dies ionisiert den Analyten im Wesentlichen, ohne dass intensivere Methoden erforderlich sind, die das Molekül beschädigen könnten.

Sobald der Analyt ionisiert ist, kann er zur Analyse an ein Massenspektrometer weitergeleitet werden. Meistens wird MALDI mit einem Flugzeit-Massenspektrometer (ToF-MS) gekoppelt, das die Ionen auf der Grundlage ihrer individuellen Massen und Ladungen trennt, während sie die Länge des Geräts durchlaufen. Sobald die Ionen das Ende des Spektrometers erreichen, werden sie detektiert, und es können Daten über die Massen und Konzentrationen der Komponenten in der Probe erfasst werden.

Warum wird MALDI verwendet?

MALDI wird auch „sanfte“ Ionisationsmethode genannt, was bedeutet, dass Moleküle ionisiert werden können, ohne dass sie dabei in Fragmente zerfallen. Bei vielen Ionisationsmethoden werden Elektronen aus dem Analyten entfernt, was in manchen Fällen zu destruktiv sein kann.

Bei MALDI erfolgt die Ionisierung durch einen Protonentransfer, der für empfindliche Moleküle weitaus weniger destruktiv ist. Darüber hinaus hilft die Matrix während des Desorptionsprozesses, die Energie des Lasers zu absorbieren und schützt den Analyten vor übermäßiger Exposition und Zersetzung. Insgesamt ergibt sich daraus eine Technik, die es ermöglicht, Moleküle zu analysieren, ohne sie zuvor zu beschädigen, was in bestimmten Bereichen von entscheidender Bedeutung sein kann.

Was sind die Einschränkungen von MALDI?

Aufgrund der Notwendigkeit einer überschüssigen Matrix kann der Analyt während der Analyse manchmal leicht verdeckt werden. Dies bedeutet, dass in einigen Fällen kleine Probenmengen zusätzliche Optimierungsschritte erfordern, um qualitativ hochwertige Ergebnisse zu erzielen. Darüber hinaus können besonders große Biomoleküle schwierig zu identifizieren sein, wenn keine vorhandenen Massenspektrumdaten zum Vergleich vorliegen. Daher ist es immer sinnvoll, die Art der Probe zu berücksichtigen, um zu bestimmen, ob MALDI die am besten geeignete Option ist.

Probenanforderungen und -vorbereitung

Bevor MALDI durchgeführt werden kann, muss die Probe zunächst in einer geeigneten Matrixlösung gelöst werden. Diese können auf Wasser, organischen Lösungsmitteln oder einer Kombination aus beidem basieren, wodurch sowohl polare als auch unpolare Moleküle gelöst werden können. Idealerweise sollte die Probe so rein wie möglich sein. Sowohl organische als auch anorganische Verunreinigungen können die Qualität der Ergebnisse beeinträchtigen, daher sollte eine Kontamination so weit wie möglich vermieden werden.

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