LOGO
Universität Leipzig
Medizinische Fakultät



Methodische Aspekte der Arbeitsgruppe

"Instrumentalanalytik"


Wir setzen - neben anderen Verfahren - im wesentlichen 3 analytische Techniken routinemäßig ein:




Die wichtigsten Charakteristika der einzelnen Methoden sowie ihren für uns relevanten Anwendungsbereich möchten wir im folgenden kurz vorstellen:


Die MALDI-TOF MS


Die MALDI-TOF MS (matrix-assisted laser desorption & io­niza­tion time-of-flight mass spectrometry) ist ein modernes massenspektrometrisches Verfahren. Im Gegensatz zur klassischen "electron impact" MS, wo die Probe durch Beschuß mit Elektronen unter Bildung von Radikalkationen ionisiert wird, zählt "MALDI" (wie die nahezu zeitgleich entwickelte "electrospray"-(ESI)-MS) zu den sogen. "Soft-Ionization"-Verfahren. Beide Verfahren ermöglichen die Analyse von schwerflüchtigen und/oder hochmolekularen Biomolekülen mit einem Minimum an Abbaureaktionen. Somit sind die Molekulargewichte der interessierenden Verbindungen in der Regel ohne weiteres bestimmbar.

Obwohl die Methodik erst 1988 zum ersten mal erwähnt wurde, hat sie inzwischen einen geradezu kometenhaften Aufstieg in den Biowissenschaften wie auch der Medizin erfahren:

Die Dünnschichtchromatographie (TLC)

Im Unterschied zur "konventionellen" EI (electron impact) Massenspektrometrie, wo Radikalkationen erzeugt werden, führen die"Soft-Ionization"-Verfahren und damit auch die MALDI-TOF MS zur Bildung von "Quasimolekül-Ionen". Diese entstehen dadurch, daß sich Kationen (Protonen oder Alkalimetall-Ionen an das relevante Molekül anlagern. Die Ausbeute dieser "Quasimolekül-Ionen" ist somit von den Säure-Baseeigenschaften des Analytmoleküle abhängig. Da diese je nach Substanzklasse in der Regel unterschiedlich sind, resultieren für jede Molekülklasse unterschiedliche Ionenausbeuten. Dies kann im Extremfall dazu führen, daß in Gemischen manche Molküle nicht oder doch nur mit fast verschwindend geringer Intensität nachweisbar sind: Die Summe der Einzelspektren entspricht somit in aller Regel nicht dem Gesamtspektrum!

Die hochauflösende 31P-NMR-Spektroskopie

Grundsätzlich sind sowohl die MALDI-TOF Massenspektren wie auch die Dünnschichtchromatogramme quantitativ auswertbar, was aber in der Regel mühselig ist. Bei den MALDI-Massenspektren ist in der Regel der Zusatz einer geeigneten Referenzsubstanz erforderlich - so viele Lipidklassen man auswerten möchte, so viele "Standards" werden auch benötigt. Dies führt zum einen zur massiven Veränderung der Probe und zum anderen ist eine (zumindest grobe) Vorkenntnis über die Zusammensetzung der unbekannten Probe notwendig, da ja das Signal des Standards mit einer ähnlichen Intensität wie die interessierenden Komponenten detektiert werden soll.
Eine quantitative Auswertung der Dünnschichtchromatogramme ist in der Regel auch problematisch, da der von uns verwendete Farbstoff "Primulin" noch bei weitem nicht vollständig hinsichtlich seiner Bindungscharakteristika an das Lipid definiert werden kann. Es ist nach dem bisherigen Wissensstand davon asuzugehen, daß sowohl die Struktur des Lipids wie auch seine Fettsäurezusammensetzung größeren Einfluß besitzt.
Eine sehr bequeme Methode ist die hochauflösende 31P-NMR-Spektroskopie: Hier können nahezu alle Phospholipide in einem einzigen Experiment spektroskopisch voneinander getrennt werden und über ihre integralen Intensitäten quantitativ ausgewertet werden. Die erfordert jedoch die Unterdrückung der Aggregation der Phospholipide, da große Aggregate durch breite Resonanzen charakterisiert sind. Dies gelingt entweder durch (a) Mischungen organischer Lösungsmittel oder (b) durch den gezielten Zusatz von Detergentien. Unserer Meinung nach ist Methodik (b) vorzuziehen, da die Spektren unter diesen Bedingungen weitaus besser reproduziert werden können.

Einen völlig freien Artikel zur Thematik finden Sie hier.

Zurück zur Hauptseite



Erstellt von:
J. Schiller, Tel.: 97-15733; e-mail: juergen.schiller@medizin.uni-leipzig.de