Nachweis nichtpolarer Substanzen im Massenspektrometer

Wissen bewegt – Unter diesem Motto präsentieren sich in diesem Jahr Hochschulen und Unternehmen aus Nordrhein-Westfalen auf der Hannover Messe. Mit 23 Highlights bieten die Hochschulen auf dem Gemeinschaftsstand Forschungsland NRW innovative Spitzenforschung (Halle 2, Stand C 36).

Die Bergische Universität Wuppertal hat ein hochselektives Ionisierungsverfahren zum Nachweis nichtpolarer Substanzen mit Massenspektrometern entwickelt. Die Massenspektrometrie ist eine analytische Technik, die zur Identifizierung von unbekannten chemischen Verbindungen, zur Bestimmung der Struktur und chemischen Eigenschaften von Molekülen dient. Sie wird in vielen Bereichen, beispielsweise zum Nachweis von Steroiden bei Leistungssportlern und zur Dokumentation von Erbmaterialschäden durch Umwelteinflüsse eingesetzt. Beim Nachweis nichtpolarer Substanzen wie zum Beispiel polyzyklischer aromatischer Verbindungen (PAK), zu denen auch Dioxine und andere Umweltgifte gehören, stellte die selektive Ionisation dieser Verbindungen bisher eine Schwäche dar.

Das speziell für diese Verbindungsklassen entwickelte Wuppertaler Ionisierungsverfahren basiert auf einer Zweiphotonenanregung mittels UV-Lasern. Zunächst absorbiert der aromatische Teil der nachzuweisenden Verbindung selektiv ein Photon, durch die Aufnahme eines zweiten Photons erfolgt dann die Ionisation. Diese neue Methode der Ionisation bei Atmosphärendruck – Atmospheric Pressure Laser Ionization (APLI) genannt – ergänzt die bisher üblichen Ionisationsmethoden. Darüber hinaus öffnet sie den Zugang zum massenspektroskopischen Nachweis nichtpolarer aromatischer Verbindungen unter anderem in den Bereichen Umwelt, Biologie, Medizin, Pharmazie, Synthesechemie und Prozessüberwachung. Effizienz und Selektivität der Ionenerzeugung, bzw. die Effizienz des Ionentransfers in den Analysator, entscheiden über die Leistungsfähigkeit eines Massenspektrometers.

Das Wuppertaler Verfahren übertrifft hier die bisher verfügbaren Ionisierungsverfahren bei Atmosphärendruck ESI (Elektro-Spray-Ionisation), APCI (Chemische Ionisation) und APPI (Photoionisation).

Das auf der Messe vorgestellte Prototyp-Interface wurde erfolgreich getestet. Das APLI-Verfahren liegt dem Deutschen Patentamt zu Anmeldung vor.