Maldi-TOF
von Autor (Laborjournal-Ausgabe 04, 1997)
Das Massenspektrometer benutzen die Chemiker zu Strukturaufklärung und Massenbestimmung von flüchtigen Molekülen und Molekülbruchstücken. Bei Peptiden und Proteinen aber versagen herkömmliche Massenspektrometer. So große und noch dazu geladene Moleküle sind nicht flüchtig. Zudem würden sie unter dem hochenergetischen Elektronenbombardement der herkömmlichen Massenspektrometer in zahllose Einzelteile zerfallen. Diese Probleme löst die matrixassisted laser-desorption ionization (MALDI); MALDI jagt intakte Proteine in die Gasphase. Der Trick: Die Proteine werden in Kristalle von UV-absorbierenden Molekülen eingebaut. Die proteingedopten Kristalle bestrahlt man im Hochvakuum mit einem LfV-Laser Puls. Der setzt die UV-absorbierenden Moleküle frei und schleudert damit auch die eingebauten Proteine ins Vakuum. Gleichzeitig übertragen die sauren UV-absorbierenden Moleküle Protonen auf die Proteine und laden sie positiv auf UV-absorbierende Moleküle, die Kokristalle bilden und Protonen transferieren, nennt man Matrix.
Die protonierten Proteine gehen nackt, d.h. ohne Hydratwasser und Gegenionen (Na
+ oder Cl
-), in die Gasphase. Auch erscheinen im Gas meistens einzelne Polypeptidketten. Quarternäre Proteine zerfallen nämlich schon in der stark sauren Matrixlösung in ihre Untereinheiten.
Nach dem UV-Laser Puls liegt also ein Gas von positiv geladenen Proteinionen vor, Die beschleunigt ein elektrisches Feld auf einen Schlitz zu und durch den Schlitz gelangen sie in eine feldfreie Flugröhre. Alle Ionen werden durch das gleiche Feld beschleunigt, zwei Proteine mit gleicher Ladung, aber unterschiedlicher Masse, fliegen daher unterschiedlich schnell. Also trennen sich die Proteinionen in der Flugröhre nach ihrem Masse/Ladungsverhältnis auf: Proteinionen mit verschiedenen Masse/Ladungsverhältnissen kommen zu verschiedenen Zeiten am Detektor an, haben unterschiedliche Flugzeiten. Die Analysevorrichtung nennt man daher Flugzeitanalysator oder TOF ("time of flight").
Ein MALDI-TOF bestimmt die Masse eines Proteins mit einer Genauigkeit von 0, 1 Promille, teure Geräte mit 0,00 1 Promille. Und dies innerhalb von Minuten. Am besten arbeiten die Geräte mit Proteinen bis 30-40 kd, aber auch bei größeren Proteinen wie z.B. Immunglobulinen liefern sie brauchbare Daten.
