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Photocleavable wings for proteins
biomolecular beam sources for quantum interferometry
Moritz Fabian Kriegleder
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Markus Arndt
DOI
10.25365/thesis.64009
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-14823.43754.939867-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Materiewellen-Interferometrie hat nicht nur unser Verständnis der atomaren Welt präzisiert, sondern uns auch für die Vermessung optischer Eigenschaften von Makromolekülen interessiert.
In Experimenten mit Materiewellen können wir Quantenmetrologie von Biomolekülen mit hoher Präzision durchführen und unsere Proben zu den beststudierten Proteinen küren. Bis jetzt waren diese Messungen noch limitiert auf anorganische Moleküle und kleine biologische Komplexe, wie Tripeptide und Vitamine. Wegen ihrer thermischen Instabilität konnten wir größere Biomoleküle bisher nicht volatilisieren - mit unserer herkömmlichen Molekülstrahlmaschine.
Meine Masterarbeit beschreibt die Entwicklung einer neuen Molekülquelle für die sanfte Desorption von elektrisch neutralen Proteinen. Durch die Kombination von Elekrospray Ionisation und photo-spaltbaren Molekülen konnte uns ein Strahl an neutralem Insulin für Experimente dienen. Diese Biomolekülstrahlquelle ermöglicht es uns zum ersten Mal Proteine im Materiewellen Interferometer zu untersuchen. Ich diskutiere also die Entwicklung der photospaltbaren Moleküle mit denen wir die Kontrolle des Ladungszustands mit ultravioletten Laserpulsen versuchen.
Das Design kann an viele biologische Systeme appliziert werden und führt zu neuen Spektroskopiestudien mit neutralen Biomolekülen. Außerdem gebe ich einen Überblick über die Grenzen unserer Methode und mögliche Optimisierungen von photospaltbaren Proteinen aus unseren Kanülen.
Abstract
(Englisch)
Quantum interferometry has not only enabled experimental tests of fundamental physics such as the wave nature of matter, it also allows for novel research of complex molecules at the interface of biology and physics.
The tools of quantum-assisted metrology aim at revealing optical, electromagnetic, and structural information of biological molecules to high precision.
So far, these measurements were limited to small biological complexes such as vitamins and tripeptides. Because of their thermal instability, large biomolecules such as proteins and DNA cannot be volatilised in thermal molecular beam sources.
This thesis describes the development of a novel beam source for soft desorption of electrically neutral proteins. By combining electrospray ionisation and photocleavable molecular tags we created and studied beams of neutral peptides and insulin in the gas phase.
I discuss the developmental stages of our photocleavable tags that lead to successful charge state control of biomolecules in the gas phase with ultraviolet laser pulses.
The design can be attached to a wide range of biological macromolecules and could lead to new studies of neutral biomolecules in vacuum.
Furthermore, I give an overview of the limitations and possible optimisations of photocleavable tagged proteins.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Quantum Physics Molecular Biology Physical Chemistry Molecular Beams Electrospray Mass Spectrometry Photo Chemistry Quantum Foundations
Schlagwörter
(Deutsch)
Quantenphysik Molekularbiologie Physikalische Chemie Molekülstrahlen Elektrospray Massenspektrometrie Photochemie Grundlagen der Quantenphysik
Autor*innen
Moritz Fabian Kriegleder
Haupttitel (Englisch)
Photocleavable wings for proteins
Hauptuntertitel (Englisch)
biomolecular beam sources for quantum interferometry
Paralleltitel (Deutsch)
Photospaltbare Flügel für Proteine : Biomolekülstrahlquellen für Quanten-Interferometrie
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
v, 73 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Markus Arndt
Klassifikationen
33 Physik > 33.05 Experimentalphysik ,
33 Physik > 33.23 Quantenphysik
AC Nummer
AC16175970
Utheses ID
56788
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |