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Vergleichende Untersuchungen von nieder- und hochauflösenden Massenspektrometern hinsichtlich MSn Experimenten

Martha-Maria Schmid

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Chemie

Betreuer*in

Eberhard Lorbeer

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DOI

10.25365/thesis.28842

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29532.27244.829753-0

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, Massenspektren von sechs verschiedenen Substanzen auf sechs verschiedenen Massenspektrometern zu generieren und diese zu vergleichen. Die Geräte nutzten Elektrospray-Ionisation (ESI) oder Matrix-unterstützte Laser-Desorption/Ionisation (MALDI) als Ionisierungsmethode und überspannten ein breites Spektrum an eingebauten Massenanalysatoren. Die Substanzen gehörten fünf verschiedenen Verbindungsklassen an. Diese waren Polyetyhlenglycol, Polyphenylether, Oligosaccharide, Peptide und Catechine. Der Vergleich bezog sich sowohl auf die MS1-Spektren aller enthaltenen Analyte, als auch auf die MS2-Spektren ausgewählter Ionen. Besonders bei weichen Ionisierungsmethoden, wie ESI und MALDI stellt das variable Ansprechverhalten auf die verschiedenen Ionensorten und die Intensitäten der Ionen ein Problem für die Reproduzierbarkeit dar. Das Verhalten hängt sowohl von den Eigenschaften des Analyten, als auch vom Geräteaufbau und den spezifischen Eigenschaften einzelner Geräte ab. In dieser Arbeit wurde dargelegt, wie teilweise erheblich unterschiedliche Spektren derselben Verbindung von verschiedenen Massenspektrometern generiert werden können. Es konnten Unterschiede bezüglich der chemischen Natur des Analyten, der Ionisierungsmethoden und der Massenanalysatoren erkannt werden. Bei den fünf Massenspektrometern, die ESI als Ionisierungsmethode nutzen, wurde auf ähnliche Bedingungen bei der Ionisierung geachtet, um eine allgemeine Differenzierung zwischen ESI und MALDI machen zu können. Geräte, die unterschiedliche Massenanalysatoren enthalten, lieferten erwartungsgemäß unterschiedliche Ergebnisse. Aber auch die Spektren zweier Geräte, von verschiedenen Herstellern, denen beiden eine 3D-Ionenfalle als Analysator dient, wiesen Unterschiede auf. Der Vergleich der verschiedenen Geräte wurde dadurch erschwert, dass die Änderung gewisser gerätespezifischer Parameter das Erscheinungsbild der Spektren, selbst am gleichen Gerät, beeinflusst. Das Ausmaß der Ähnlichkeit der Spektren, hängt neben den Geräten vor allem von der Art der zu untersuchenden Substanz ab. Es gibt Verbindungen, die relativ ähnliche Spektren in allen verwendeten Geräten lieferten und welche, die sich deutlich unterschiedlich verhielten. Auch innerhalb der Substanzklasse kann es zu differentem Verhalten kommen. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass es kaum Spektren von den verschiedenen, für diese Arbeit verwendeten Geräten gibt, die sich gleichen. Daher ist, bei Verwendung von weichen Ionisierungsmethoden, die Angabe des Gerätes beim Spektrum unverzichtbar. Es erklärt auch, warum die Erstellung von Datenbanken mit reproduzierbaren ESI-Spektren so schwierig ist.

Abstract

(Englisch)

The main goal of this master thesis was to generate mass spectra of six different substances on six different mass spectrometers, and to compare these. The instruments operated with a wide range of mass analysers. The ionization methods used were either electrospray ionization (ESI) or matrix-assisted laser-desorption/ionization (MALDI). The substances belonged to five different classes of compounds. These were polyetyhlene glycols, polyphenyl ethers, oligosaccharides, peptides and catechines. The comparison included both the MS1 spectra of all analytes, as well as the MS2 spectra of selected ions. Variation in signal intensity and formed ion species constitutes a problem for reproducibility, especially in soft ionization techniques, such as ESI and MALDI. The response depends on the properties of the analyte, as well as on the instrument design and specific characteristics of individual spectrometers. In this thesis, it was shown how substantially different spectra of the same compound can be generated by different mass spectrometers. Differences in the chemical nature of the analyte, the ionization method and the mass analyzers could be recognized. For the five mass spectrometers that use the ESI ionization, comparable ionization conditions were used to make a general distinction between ESI and MALDI. Instruments that contained different mass analyzers provided different results as expected. However, instruments with mass analysers of the same type (3D ion trap) showed differences in spectra. The comparison of different instruments was complicated due to the fact that the change of certain instrument-specific parameters affects the appearance of the spectra even on the same spectrometer. The degree of similarity of the spectra depends not only on the instrument type, but especially on the nature of the examined substance. There are compounds that provided relatively similar spectra in all used devices and some that behaved differently. Even within a specific class of substances, different behavior may occur. In summary, there are hardly alike spectra of the various devices used for this thesis. Therefore, by using soft ionization methods, it is essential to state the device with the spectrum. This also explains, why it is that difficult to create databases with reproducible ESI spectra.

Autor*innen

Martha-Maria Schmid

Haupttitel (Deutsch)

Vergleichende Untersuchungen von nieder- und hochauflösenden Massenspektrometern hinsichtlich MSn Experimenten

Publikationsjahr

2013

Umfangsangabe

183 S.

Sprache

Deutsch

Beurteiler*in

Eberhard Lorbeer

Klassifikationen

35 Chemie > 35.23 Analytische Chemie: Allgemeines ,

35 Chemie > 35.26 Massenspektrometrie

AC Nummer

AC11608067

Utheses ID

25750

Studienkennzahl

UA | 066 | 862 | |

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