Ionenbildung in der Ionenmobilitätsmassenspektrometrie

Dieses Projekt konzentriert sich auf das Verständnis der Bildung von Ionen in der Gasphase, welche für die detaillierte chemische Analyse komplexer Proben natürlichen und biologischen Ursprungs relevant sind. Das Projekt kombiniert theoretische Berechnungen chemischer Strukturen kleiner Moleküle mit experimentellen analytischen Messungen unter Verwendung der hochmodernen Ionenmobilitäts- Massenspektrometrie (IM-MS). Das Projekt kann in zwei Teile unterteilt werden: Der erste Teil beschäftigt sich mit der rechnerischen Vorhersage molekularer Ionenkonformationen mithilfe quantenmechanischer Methoden. Einzelne Verbindungen und auch größere Gruppen von Verbindungen werden ausgewählt, um grundlegendes Wissen aufzubauen, das für das Testen und Validieren theoretischer Vorhersagen durch experimentelle Messungen erforderlich ist. Die Verbindungen wurden ausgewählt, um die breite chemische Vielfalt in komplexen Proben darzustellen und damit einige der experimentell herausforderndsten Anwendungen der analytischen Chemie zu behandeln. Zweitens wird die analytische Technologie IM-MS für experimentelle Messungen dieser Verbindungen eingesetzt. Die Ionenmobilitätsspektrometrie wird als zusätzliche Trenntechnologie zur Charakterisierung von Verbindungen in Form von Ionen in der Gasphase eingesetzt. Mit IM-MS können grundsätzlich zwei wichtige Informationen für jede in der Probe gemessene Verbindung ermittelt werden - die Ionenmobilität und die Ionenmasse. Diese beiden Eigenschaften werden verwendet, um jede gemessene Verbindung zu beschreiben und dadurch die Fähigkeit zu verbessern, eine bisher unbekannte Verbindung von den tausenden anderen Verbindungen, die in komplexen Proben natürlichen Ursprungs vorhanden sind, zu unterscheiden und zu identifizieren. Obwohl IM-MS eine state-of-the-art analytische Technologie ist, mit der komplexe umweltbezogene, biologische und chemische Systeme untersucht und verstanden werden können, fehlen derzeit grundlegende Kenntnisse über den Ionenbildungsprozess. Das Ziel des Projekts ist dieses Wissen zu generieren indem grundlegende Kenntnisse erlangt werden, die zur Verbesserung der Untersuchung komplexer Proben verwendet werden können, bei der tausende unbekannter Verbindungen innerhalb einer einzigen Analyse unterschieden und, wenn möglich, identifiziert werden sollen.

Dieses Projekt erweiterte unser Wissen über die Mechanismen der Ionenbildung in ESI- und APCI-Ionenquellen und leistete einen wesentlichen Beitrag zum grundlegenden Verständnis der Massenspektrometrie (MS). Dieses Massenspektrometrieprojekt hat potenzielle Auswirkungen auf andere Bereiche oder Sektoren, einschließlich der wissenschaftlichen Ausbildung und Routineanwendungen von MS außerhalb der akademischen Forschung, da wir Methoden zur Charakterisierung von Verbindungen entwickelt haben, die entweder in der Industrie und in der Pharmazeutik Anwendung finden (z. B. Aminobenzoesäurederivate). ) oder aufgrund ihrer Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und unsere Umwelt von Interesse sind (polyzyklische aromatische Amine und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe).