Geoökologisches Kolloquium WS 2003/04

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Prof. Dr. Matthias Otto
TU Bergakademie Freiberg
Thursday, 12.02.2004 17:00 H11, NW I

Hochleistungstrennmethoden und Massenspektrometrie zur Analytik von Biomolekülen und Xenobiotika (GDCh-Vortrag)

Die herkömmliche Analytik von Proteinen beruht auf der 2D-Gelelektrophorese, bei der zur Bestimmung des pI-Wertes in einem pH-Gradienten isoelektrisch fokussiert und die Molmasse in einer zweiten Dimension über SDS-PAGE ermittelt wird. Zur Überwindung der mannigfaltigen Nachteile dieser Methodik wird die Kopplung von Kapillarelektrophorese (CE) mit der Elektrosprayionisations-Flugzeit-Massenspektrometrie (ESI-TOS/MS) betrachtet. Da Proteine an den verwendeten fused-silica Kapillaren stark adsorbieren, werden Beschichtungen der Kapillarinnenwand und ihre Charakterisierung durch EOF-Messungen und AFM diskutiert. Zur Bestimmung der Molmasse dienen die ESI-MS-Spektren, die typischerweise mehrfach geladene Proteine widerspiegeln. Neben der standardmäßigen Vorgehensweise zur Identifizierung der Proteine sollten sich aus den Ladungsverteilungen der Massenspektren auch Informationen zu den in der Lösung vorliegenden Konformeren ableiten lassen. Die Vorgehensweise wird hierzu in Kombination mit Berechnungen der Proteinstrukturen und der Gleichgewichtsverteilungen isomerer Konformere erläutert.
Neuere Entwicklungen zur Analytik komplex zusammengesetzter Umweltproben werden am Beispiel selektiverer Detektoren und höherer Trennleistungen in der Gaschromatographie (GC) vorgestellt. Zu ersterem wird ein miniaturisiertes Plasma in Kopplung mit einem Echelle-Spektrometer zur elementspezifischen Detektion auf der Grundlage der Atomemissionsspektrometrie verwendet. Bessere Trennungen von Vielkomponentensystemen werden mit der zweidimensionalen Gaschromatographie (GCxGC oder komprehensive GC) erzielt. Hier wird nach einer Trennung in der ersten Kapillare über einen Modulator das Gasgemisch fokussiert und vollständig auf eine zweite (kürzere) Säule überführt. Bei Kopplung mit der MS ergeben sich mehrdimensionale Analysensysteme, die nur noch mit geeigneten chemometrischen Methoden, wie die N-Wege Analysen oder Parallele Faktorenanalyse ausgewertet werden können.



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