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Massenspektrometrie

Massenspektrum (Verhältnis relative Häufigkeit zu m/z) von Man-3-Glykan mit Molekülionenpeak, Basispeak und Fragmentierungspeaks

Die Massenspektrometrie (MS) ist eine Analysetechnik, bei der das Masse-zu-Ladungs-Verhältnis (m/z) zur Identifizierung von Verbindungen in einer Probe verwendet wird. In dieser Methode wird eine Verbindung durch Bestimmung ihres Molekulargewichts und Analyse ihrer Isotopenhäufigkeit identifiziert. In einem Massenspektrometer wird die Probe in die Gasphase gebracht und ionisiert. Die Ionen werden dann anhand ihrer Masse-zu-Ladungs-Verhältnisse und relativen Häufigkeiten identifiziert.

Die Massenspektrometrie ist heute eine gut etablierte Nachweismethode, die eine Vielzahl von Vorteilen wie Selektivität, Empfindlichkeit und Mehrprobenanalyse bietet.

Sie kann an verschiedene Chromatographietechniken gekoppelt werden, wie z.B. Flüssigchromatographie, Dünnschichtchromatographie, Gaschromatographie oder an ein induktiv gekoppeltes Plasma. Die Massenspektrometrie wird in vielen Forschungsbereichen und Industrien einschließlich der Pharma- und Lebensmittelindustrie, Gesundheitskliniken, klinischen Forschungslaboren sowie forensischen und Umweltlaboren eingesetzt.


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Wie funktioniert Massenspektrometrie?

In einem Massenspektrometer werden einzelne Moleküle in Ionen umgewandelt. Danach wird die relative Häufigkeit der erzeugten Ionen analysiert. In der Ionenkammer eines Massenspektrometers wird ein Molekül ionisiert, um ein Molekülion zu bilden, das ein Elektron weniger als das Muttermolekül trägt. Molekülionen oder "Radikalkationen" werden dann in Ionen fragmentiert, die wiederum weiter fragmentiert werden, und so weiter. Aus einer komplexen Probe erzeugt ein Massenspektrometer viele Ionen. Die Ionen werden dann in einem elektromagnetischen Feld beschleunigt und auf der Grundlage ihres Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses (m/z) getrennt. Der Detektor des Instruments zeichnet die Ionen im Verhältnis zu ihrer relativen Häufigkeit auf und erzeugt ein Massenspektrum des Moleküls.

Anwendungen der Massenspektrometrie

Aufgrund der Empfindlichkeit der Massenspektrometrie wird sie häufig zur Messung sehr kleiner Molekulargewichte bei extrem niedrigen Konzentrationen, bis unter Nanogrammmengen pro Milliliter (ng/ml), verwendet. Die Fähigkeit, die Massenspektrometrie mit anderen Trenntechniken wie Kapillarelektrophorese, GC und HPLC zu koppeln, macht sie zu einem vielseitigen Analysewerkzeug für die gleichzeitige Trennung und Identifizierung von Analyten.

Typische Anwendungsbereiche der Massenspektrometrie sind:

  • Analyse der Aminosäuresequenzen von Proteinen und Peptiden
  • Bewertung von Verunreinigungen während der Arzneimittelentwicklung
  • Reinheitsbewertung von aktiven pharmazeutischen Wirkstoffen
  • Routineanalyse von illegalen Drogen in Urin, Blut und Haaren
  • Nachweis von erblich bedingten Störungen der Aminosäure-, Fettsäure- und organischen Biosynthese