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Title
Spectral characterisation of different glycerophospholipids using time-of-flight secondary ion mass spectrometry and matrix-assisted laser desorption/ionisation time-of-flight mass spectrometry / von Roman Markus Hefele
AuthorHefele, Roman Markus
CensorHutter, Herbert
Published2010
Description75 Bl. : Ill., graph. Darst.
Institutional NoteWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2010
Annotation
Zsfassung in dt. Sprache
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)ToF-SIMS / Polyatomare Primärionen / MALDI-TOF Massenspektrometrie / MS/MS mittels CID und PSD / Glycerophospholipide
Keywords (EN)ToF-SIMS / poly-atomic primary ions / MALDI-TOF mass spectrometrie / MS/MS experiments with CID and PSD / glycerophospholipids
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-33144 Persistent Identifier (URN)
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Spectral characterisation of different glycerophospholipids using time-of-flight secondary ion mass spectrometry and matrix-assisted laser desorption/ionisation time-of-flight mass spectrometry [7.39 mb]
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Abstract (German)

Die Bedeutung von Glycerophospholipiden in der Biologie ist sehr groß und die Substanzklasse der Lipide dient der Speicherung von Energie in Organismen. Darüber hinaus sind sie Strukturbestandteile in biologischen Membranen und haben essentielle Rollen in der Signaltransduktion (z.B. beim programmierten Zelltod). Daher ist es erforderlich die Verteilung von verschiedenen Glycerophospholipiden zum Beispiel in einem Gewebeschnitt zu kennen. Diese komplexe Anforderung an die moderne organische analytische Chemie setzt zwei Bedingungen voraus:

So muss auf der einen Seite eine exakte Identifizierung der organischen Spezies erfolgen und zugleich sollte das Analysenverfahren eine hohe Ortsauflösung besitzen. Das dafür geeignete Verfahren der MALDI-ToF MS ermöglicht eine exakte Identifizierung, hat aber Nachteile in der Ortsauflösung. Durch polyatomare Bismut-Primärionen, ist es auch in der ToF-SIMS möglich, große organische Moleküle mit einer hohen Ortsauflösung zu detektieren. Es konnte durch Vergleich der beiden massenspektrometrischen Analysenverfahren gezeigt werden, dass ebenso mit der ToF-SIMS nicht nur eine Identifizierung der verschiedenen Lipide möglich ist. Durch die Verwendung von polyatomaren Primärionen ist es möglich den Ionisations- und Fragmentierungsprozess so zu beeinflussen, dass ebenso wie in der MALDI-ToF MS für ein Glycerophospholipid charakteristische Schlüsselfragmentionen gebildet werden. Diese Schlüsselfragmentionen können dann für weitere bildgebende Untersuchungen mittels der ToF-SIMS herangezogen werden. Um die Unterschiede zwischen den einzelnen Primärionen aufzuzeigen, wurden die einzelnen Intensitäten der verschiedenen Fragmentionen, sowie die totale Ionenausbeute eines Glycerophospholipids miteinander verglichen.

Außerdem wird in der Arbeit auf die Wartung der Primärionenquelle des verwendeten ToF-SIMS-Gerätes eingegangen.

Abstract (English)

Glycerophospholipids have manifold roles in biochemistry and they are responsible for energy storage in organism and have important functions at the cellular signal transduction (e.g. in the sophisticated process of cell death). Therefore the distribution of the different glycerophospholipid species in a tissue section is important for the biological science. The determination of the lipid distribution with a high spatial resolution is a difficult task for the modern organic analytical chemistry. It results in two main requirements for the analytical technique: On the one hand the identification of the lipid has to be done very accurately and on the other hand the spatial resolution of the technique needs to be very high. The conventional used MALDI-ToF mass spectrometry technique provides an accurate identification of the lipid, but the low spatial resolution is a disadvantage. On the other hand the detection of large organic molecules can only be done with poly-atomic primary ions in the ToF-SIMS technique, because otherwise the energy of the incident primary ion is too high so that the fragmentation of large molecular ions is dominating. Through comparison between these two mass spectrometric analytical techniques it is demonstrated that even with the ToF-SIMS technique the identification of the glycerophospholipids with a high spatial resolution is possible. These analytical opportunity can be used for further imaging experiments with the ToF-SIMS so that in the future the lipid distribution of a tissue section can be visualised.

Furthermore the peculiarities between the different primary ions and their influence in the fragmentation and ionisation processes of lipids in the ToF-SIMS technique are illustrated through comparison of the total ion yields and the different intensities of characteristic fragment ions. In addition to the analytical work a manual was developed which guides through the maintenance of the primary ion gun.

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