Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
T. Arndt

Ionisationsmethoden (Massenspektrometrie)

Ionisationsmethoden (Massenspektrometrie)
Synonym(e)
Ionisierungstechniken (Massenspektrometrie)
Englischer Begriff
ionisation methods (techniques) in mass spectrometry
Definition
Physikalische und/oder chemische Methoden zur Ionisation (und Überführung) von Substanzen oder Substanzgemischen in ein Massenspektrometer.
Beschreibung
Massenspektrometrie beruht auf der Trennung von Ionen, d. h. negativ oder positiv geladenen Molekülen oder Molekülfragmenten der Analyte und der sie umgebenden Matrix. Diese Ladung wird über verschiedene Ionisationsmethoden erzeugt. Abhängig von der analytischen Fragestellung muss die Ionisation in der festen, flüssigen oder gasförmigen Phase erfolgen, unter Laborbedingungen oder Umgebungsbedingungen vor Ort, soll sanft oder hart, selektiv oder vollständig, in jedem Fall aber möglichst reproduzierbar sein. Für die vielen Einsatzgebiete und Analyt(gruppen) wurden unterschiedliche Ionisationstechniken entwickelt, die auf physikalischen (elektrisch, thermisch, optisch, akustisch) und/oder chemischen (Umsetzungen mit Ionisationsmedien) Prinzipien beruhen. Deren Vielfalt und die mit ihnen parallel verwendeten Abkürzungen, die oft firmenspezifische Charakteristika tragen, sind auch für den Massenspektrometrie-Experten eine intellektuelle Herausforderung. Tab. 1 listet wichtige Ionisationsmethoden. Details finden sich in den u. g. Quellen bzw. der umfangreichen Originalliteratur.
Tab. 1
Ionisationsmethoden in der Massenspektrometrie (Auswahl)
Bezeichnung
Abkürzung
Anmerkung
Atmospheric Pressure Chemical Ionization
APCI
Nach EI und ESI häufigste Methode bei klinisch-chemisch/toxikologischen Analysen; besonders für weniger polare Substanzen geeignet, deshalb komplementäre Methode zu ESI
Atmospheric Pressure Laser Ionization
APLI
 
Atmospheric Pressure Photoionization
APPI
 
Chemical Ionization
CI
Gewöhnlich als Positive-Ion Chemical Ionization (PCI), Sonderform Negative-Ion Chemical Ionization (NCI), wichtige Methoden in der GC-MS
Desorption Atmospheric Pressure Chemical Ionization
DAPCI
 
Desorption Electrospray Ionization
DESI
 
Direct Analysis in Real Time
DART
 
Electron Ionization
EI
Häufigste Methode in der GC-MS, führt gewöhnlich zur kompletten Fragmentierung der Analyte
Electrospray
ESI
Häufigste Methode im klinisch-chemisch/toxikologischen Labor bei LC-MS und LC-MS/MS, im Vergleich zu EI sanfte Methode, die gewöhnlich zu einer partiellen Fragmentierung der Analyte führt, besonders für polare, geladene oder basische Analyte geeignet, deshalb komplementäre Methode zu APCI
Extractive Electrospray Ionization
EESI
 
Fast Atom Bombardment
FAB
Entwicklungsgeschichtlich frühe Methode ohne Bedeutung im klinisch-chemisch/toxikologischen Labor
Field Desorption
FD
 
Field Ionization
FI
 
Inductively Coppled Plasma
Zur Elementbestimmung in der ICP-MS, harte Methode, führt zur vollständigen Atomisierung
Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization
MALDI
Sanfte Methode, schonende Überführung empfindlicher Analyte z. B. aus Zellkulturen, gewöhnlich in Kombination mit einem Flugzeitmassenspektrometer (MALDI-TOF)
Photoionization
PI
 
Plasma-assisted Desorption/Ionization
PADI
 
Rapid Evaporative Ionization Mass Spectrometry
REIMS
Vorortanalyse über thermische Verdampfung von Probenmaterial und direkten Transfer in ein Flugzeitmassenspektrometer z. B. im iKnife
Surface-enhanced Laser Desorption/Ionization
SELDI
Sanfte Methode, schonende Überführung empfindlicher Analyte z. B. aus Zellkulturen, gewöhnlich in Kombination mit einem Flugzeitmassenspektrometer (SELDI-TOF)
Literatur
Analytical Chemistry Virtual Issue. Ionization methods in mass spectrometry. http://​pubs.​acs.​org/​page/​vi/​2015/​ionizationmethod​s.​html. Zugegriffen am 20.06.2017
Peacock PM, Zhang W-J, Trimpin S (2017) Advances in ionization for mass spectrometry. Anal Chem 89:372–388CrossRefPubMed