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Photocleavable tags for protein interferometry
Josef Wolfgang Reisinger
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physics
Betreuer*in
Markus Arndt
DOI
10.25365/thesis.75140
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-27582.72897.663411-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Seit Louis de Broglie vor fast einem Jahrhundert das Konzept der Materiewellen einführte, wurde die Wellennatur der Materie in zahlreichen Interferenzexperimenten bestätigt. Talbot-Lau Interferometer mit optischen Gittern haben sich als besonders effektiv erwiesen, um Einzelpartikel-Interferenzexperimente mit komplexen Molekülen zu ermöglichen. Darüber hinaus wurden Materiewellen Interferometer verwendet, um molekulare Eigenschaften wie Polarisierbarkeit, magnetisches Moment oder Suszeptibilität zu messen. Eine besonders interessante Klasse von Teilchen sind Biomoleküle wie Polypeptide und Proteine. Die Untersuchung von Proteinen in der Gasphase ist Neuland, und ihre Untersuchung in Interferometern wäre ein erster Schritt in diese Richtung. In diesem Kontext ergeben sich drei Hauptprobleme, die Erzeugung eines neutralen Proteinstrahls, die Beugung im Talbot-Lau-Interferometer und die Detektion von Proteinen durch Photoionisation. Diese Arbeit untersucht, wie Photocleavable Tags (PCTs) verwendet werden können, um diese Schwierigkeiten zu überwinden. PCTs ermöglichen die kontrollierte Spaltung eines chromophorhaltigen Moleküls von einem Protein nach der Absorption eines Photons, was den Ladungszustand ändern kann. In dieser Arbeit wird diskutiert, wie PCTs verwendet werden können, um die Neutralisation, Beugung und Detektion von Proteinen in einem gepulsten Interferometer zu erleichtern. Es werden Experimente besprochen, die PCTs involvieren, und potenzielle Tag-Kandidaten vorgestellt. Molekularstrahlen von PCTs werden mit der Technik der Matrix-unterstützten Laserdesorption/Ionisierung erzeugt. Ein optischer parametrischer Oszillator wird zusätzlich verwendet, um ihre photochemischen Eigenschaften zu untersuchen und ihr Photon Absorptionsverhalten zu charakterisieren. Dies wird durch die Untersuchung von Massenspektren ermöglicht, die in einem Flugzeit-Massenspektrometer erworben wurden.
Abstract
(Englisch)
Since Louis de Broglie introduced the concept of matter-waves nearly a century ago, the wave nature of matter has been confirmed in numerous interference experiments. Talbot-Lau interferometers with optical gratings have proven particularly effective for enabling single-particle interference experiments with complex molecules. Furthermore, matter-wave interferometers have been used to measure molecular properties such as polarizability, magnetic moment, or susceptibility. A particularly interesting class of particles are biomolecules such as polypeptides and proteins. Studying proteins in the gas phase is uncharted territory, and their investigation in interferometers would be a first step in this direction. Three main challenges arise in this context, the generation of a neutral protein beam, diffraction in the Talbot-Lau interferometer, and the detection of proteins by photoionization. This work explores how photocleavable tags (PCTs) can be used to overcome these difficulties. PCTs enable the controlled cleavage of a chromophore-containing molecule from a protein following the absorption of a photon, which can alter the charge state. This thesis discusses, how PCTs can be used to facilitate the neutralization, diffraction, and detection of proteins in a pulsed interferometer. Experiments that involve PCTs are discussed, and potential tag candidates are introduced. Molecular beams of PCTs are generated with the technique of matrix-assisted laser desorption/ionization. An optical parametric oscillator is additionally used to investigate their photochemical properties and characterize their photon absorption behavior. This is enabled by the study of mass spectra acquired in a time-of-flight mass spectrometer.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Materiewellen Talbot-Lau Interferometrie MALDI Photospaltbare Markierungen Proteine
Schlagwörter
(Englisch)
Matter-wave Talbot-Lau Interferometry MALDI Photocleavable tags Proteins
Autor*innen
Josef Wolfgang Reisinger
Haupttitel (Englisch)
Photocleavable tags for protein interferometry
Paralleltitel (Deutsch)
Photospaltbare Markierungen für Proteininterferometrie
Publikationsjahr
2024
Umfangsangabe
91 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Markus Arndt
Klassifikationen
33 Physik > 33.05 Experimentalphysik ,
33 Physik > 33.23 Quantenphysik
AC Nummer
AC17053416
Utheses ID
69852
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |