°gMassenspektroskopie von Biomolekülen°eMass Spectroscopy of Bio-Molecules°n
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In Abb. 1 ist schematisch ein Flugzeitspektrometer gezeigt, wie es zur Massenbestimmung von Biomolekülen eingesetzt wird. Das biologische Ausgangsmaterial ist in eine lichtabsorbierende Matrix eingebettet und wird durch einen kurzen Laserpuls verdampft. Die ionisierten Fragmente werden mittels einer Hochspannung (etwa 30 keV) beschleunigt und fliegen dann ballistisch bis zum Detektor am Ende der Kammer. Die der Flugzeit der molekularen Ionen ist ein Mass für die Masse der Ionen, oder genauer gesagt für ihr Massen/Ladungsverhältnis. In konventionellen Systemen werden als Detektoren Si-Mikrokanalplatten eingesetzt, die allerdings bei grossen Massen (> 10 kDa) in ihrer Empfindlichkeit deutlich nachlassen. Hier könnten zukünftig Tieftemperaturdetektoren eingesetzt werden, deren Nachweisempfindlichkeit nicht von der Masse der Ionen abhängt. Ein weiterer Vorteil von Tieftemperaturdetektoren in diesem Zusammenhang ist die Tatsache, dass neben der Flugzeit auch der Energieeintrag in den Detektor gemessen werden kann und damit Rückschlüsse auf den Ladungszustand der ionisierten Fragmente gezogen werden können. In Abb. 2 ist ein Beispiel für die Massenspektroskopie von Biomolekülen mit einem Tieftemperaturdetektor gezeigt.
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Fig. 1 show a schematic representation of a time of flight spectrometer for mass determination of bio molecules. The analyte molecules are embedded in a light absorbing matrix and are vaporized by a short laser pulse. The ionized fragments are accelerated by a high voltage (~30 keV) over short distance and fly afterwards ballistically to the detector at the end of the evacuated chamber. The flight time of the molecular ions is a measure for their mass or more precisley for their mass/charge ratio. The detectors in conventional systems are Si micro channel plates. One problem with these devices is the fact that their sensitivity is decreasing considerably above 10 kDa. In the future it should be possible to use cryogenic detectors for these measurements because their sensitivity is in first order independent of the mass of the bio-molecules. An additional advantage of cryogenic detectors is the possibility to obtain not only the time of flight but also the impact energy which allows in turn to determine the charge of the molecular ion. Fig. 2 shows an example of a typical result obtained with a low temperature detector.
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