Entwicklung neuer Matrices für Laser-Massenspektrometrie

Bei unserer Konzentration auf die Abbildung kleiner Metaboliten waren wir gezwungen, neue Matrices für MALDI-Messungen zu entwickeln, weil die verfügbaren keine ausreichende Selektivität oder Sensibilität im negativen Ionenmodus aufwiesen. Die erste Matrix (9-Aminoacridin, 9AA) erwies sich als sehr nützlich für die Analyse von kleinen Säuren (Shroff et al. 2007 Rapid Commun. Mass Spectrom.) oder wenn sie zusammen mit Halogenid-Ionen für die Analyse von neutralen Oligosacchariden verwendet wurde (Becher et al. 2008 Rapid Commun. Mass Spectrom.).

Allerdings zeigt die 9AA-Matrix immer noch Peaks auf den MALDI-Spektren an, die auf die Matrix zurückzuführen sind und die Signale einiger Metaboliten verdecken. Bei der Auswahl der Matrices und ihrem Design konnten wir erhebliche Fortschritte erzielen, indem wir die Säure-Base-Theorie nach Brønsted und Lowry und DFT-Kalkulatonen als Grundlage nutzten. Dies führte dazu, dass wir ein rationales Design "ionenloser" MALDI-Matrices  (genannt Matrix Assisted Ionization and Laser Desorption, MAILD (Shroff, Svatos 2009 Rapid Commun. Mass Spectrom. , Shroff, Svatos 2009 Anal. Chem., Shroff et al. 2009 PNAS) entwickelten. Eine Patentanmeldung (PCT) ist erfolgt. Mit der Basis eines besseren Verständnisses der Parameter, die sich auf die Leistung der Matrices auswirken, sind wir derzeit dabei, eine umfangreiche Reihe von MAILD-Matrices der 2. Generation zu entwickeln. Eine weitere Möglichkeit, Hintergrundionen von MALDI-Spektren zu entfernen, ist die Verwendung von nanostrukturierten MALDI-Trägern (Muck et al. 2010 Lab on a Chip). In dieser Studie, die als Campus-Kooperation mit dem Institut für Photonische Technologien (IPHT)durchgeführt wurde, haben wir Träger entwicklet, die mit Silizium-Nanodrähten strukturiert und mit Lithium dotiert wurden, um Lipide zu analysiere.