Massenspektroskopie

Massenspektrometrie ist eine analytische Methode zur Bestimmung der Masse-zu-Ladung-Verhältnisse von Ionen, die aus Proben erzeugt werden. Sie dient der Identifizierung, Strukturaufklärung und Quantifizierung von Molekülen. Ein Massenspektrometer besteht typischerweise aus einer Ionisationsquelle, einem Mass Analyzer und einem Detektor. Die Probe wird ionisiert; die erzeugten Ionen werden entsprechend ihres m/z-Werts getrennt und am Detektor als Massenspektrum aufgezeichnet. Wichtige Kennzahlen sind Massenauflösung, Massenfehler und Empfindlichkeit.

Ionisierungsmethoden unterscheiden sich durch das Ausmaß der Fragmentierung. Elektronenstoß (EI) ist eine harte Ionisierung, die häufig zu signifikanter Fragmentierung führt und gut für kleine Moleküle geeignet ist. Weichere Methoden wie Elektrospray-Ionisation (ESI) oder Matrix-unterstützte Laser-Desorption/Ionisation (MALDI) ermöglichen die Überführung größerer Moleküle oder Biomoleküle in das Gasphasenspektrum. Zusätzlich gibt es Methoden wie APCI oder FAB. Oft werden Massenspektrometer mit Chromatographie gekoppelt (GC-MS, LC-MS, LC-MS/MS).

Zu den Massenspektrometern gehören Quadrupol-, Zeitflur (TOF), Orbitrap, Ionenfalle (Ion Trap) und FT-ICR. Hochauflösende Massenspektrometrie (HRMS) liefert exakte Massenmessungen mit ppm-Genauigkeit und erleichtert die Bestimmung von Summenformeln. Detektoren wie Elektronenmultiplieren erfassen die Ionen.

Dateninterpretation umfasst das Massenspektrum, Isotopenverteilung, Fragmentierungswege und, bei HRMS, exakte Massendaten. Anwendungen finden sich in Pharmazie, Biowissenschaften, Umweltanalytik, Lebensmittel- und Sicherheitskontrollen, Forensik sowie Materialwissenschaften. Grenzen der Methode sind Probenvorbereitung, Ionisierungseffizienz, mögliche Isomerieprobleme und der Bedarf an spezialisierter Datenanalyse.