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A combination of TLC-bioautography, MALDI-TOF-MS and LC–MS/MS methods was used to identify flavonoids with anti-α-amylase activity in extracts of Lathyrus pratensis L. (herb), L. polyphillus L. (fruits), Thermopsis lanceolata R. Br. (herb) and S. japonica L. (buds). After the TLC-autobiography assay, substances with anti-amylase activity were identified by MALDI-TOF-MS followed by confirmation of the result by LC–MS/MS. Results of the study revealed that the flavonoids apigenin, luteolin, formononetin, genistein and kaempferol display marked anti-α-amylase activity. Formononetin showed the largest activity. Compared with LC–MS/MS, MALDI-TOF-MS is a quick and convenient method; results can be obtained within minutes; and only minor sample amounts are required which allows us to analyse mixtures of substances without preliminary separation. However, the inability to distinguish between isomers is the main limitation of the method.
Im Vergleich zu anderen Proteinen ist die Identifizierung von Antikörpern anhand ihrer Sequenz zum Beispiel mittels "peptide mass fingerprinting" schwierig. Da die Sequenzinformation eines Antikörpers aufgrund der hypersomatischen Mutation während der Affinitätsreifung nicht im Genom eines Organismus gespeichert ist, kann die Aminosäuresequenz nicht auf einfachem Weg der DNA-Sequenzierung gewonnen werden. Das ist nur in seltenen Fällen möglich, wenn dem Endanwender der Zellklon der Antikörper-produzierenden Zelle zugänglich ist. Eine Sequenzierung auf Protein-Ebene ist sehr aufwändig und teuer und wird daher fast nie für die Charakterisierung von analytischen Antikörpern verwendet. Der Mangel an Validierung dieser analytischen Antikörper, die bei Experimenten verwendeten werden, löst aber eine Reihe Probleme aus, die die Wiederholbarkeit dieser Experimente schwierig und in einigen Fällen unmöglich macht. Das sorgt jährlich für verschwendete Forschungsgelder in Milliardenhöhe und hindert den wissenschaftlichen Fortschritt.
Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung einer einfachen und schnellen Methode, die es trotzdem ermöglicht, die Identifikation von Antikörpern sicherzustellen. Dazu wurde eine Methode basierend auf dem "peptide mass fingerprinting" gewählt. Das Problem der unbekannten Aminosäuresequenz der Antikörper wurde gelöst, indem lediglich die Peptidmuster der entstehenden Fingerprint-Spektren zur Identifikation herangezogen wurden. MALDI wurde dabei als Ionisationsmethode für die Massenspektrometrie gewählt, da die resultierenden Spektren im Gegensatz zu ESI-MS einfach auszuwerten sind. Auch kann auf eine vorige Trennung der Peptide mittels LC verzichtet werden, was zusätzlich Analysenzeit spart. Für die Proteinspaltung wurde eine simple saure Hydrolyse mittels Ameisensäure gewählt. Im Vergleich zum herkömmlichen Trypsin-Verdau konnten auf zeitraubende Arbeitsschritte wie Denaturierung, Reduktion und Alkylierung der Antikörper verzichtet werden. Die Hydrolyse mittels Ameisensäure wurde bisher nur auf kleine und mittelgroße Proteine angewendet, sodass im ersten Teil dieser Arbeit mehrere Schritte optimiert wurden bevor zufriedenstellende Fingerprint-Spektren von Antikörpern erhalten wurden.
Molekülmassenspektrometrie entwickelt sich weg von klassischer Target- hin zu Nontarget-Analytik. Elementmassenspektrometrie liefert hohe Ortsauflösung beim Element-Imaging und analysiert einzelne Zellen. Aufgrund der Fortschritte bei den Geräten für Timeof-Flight-Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICPToF-MS) lässt sich das gesamte Periodensystem der Elemente in kurzen transienten Signalen quasi-simultan massenspektrometrisch erfassen.
Nicht zuletzt bedingt durch den Pferdefleischskandal im Jahr 2013 wurden in Deutschland die Aktivitäten bei der Methodenstandardisierung im Bereich der Tierarten-Differenzierung in den vergangenen Jahren intensiviert. Wenn auch positive Befunde bei dem Nachweis von Bestandteilen aus Pferd in Lebensmitteln wie Lasagne derzeit so gut wie nicht mehr anzutreffen sind, so hat die Tierartendifferenzierung insgesamt beim Nachweis von Verfälschungen in Lebensmitteln einen hohen Stellenwert.
Diese Arbeit fasst daher den aktuellen Stand der Analytik in Deutschland mit Schwerpunkt bei der Standardisierung zusammen. Sie wurde erstellt durch die Arbeitsgruppe „Biochemische und molekularbiologische Analytik“ der Lebensmittelchemischen Gesellschaft mit Unterstützung von Experten der Arbeitsgruppe „Molekularbiologische Methoden zur Pflanzen- und Tierartendifferenzierung“ (§ 64 LFGB) sowie der ALTS-Arbeitsgruppe „Immunologie und Molekularbiologie“ (jeweils D).
Zur Bestimmung von Arzneimittelrückständen in Oberflächengewässern wird häufig die LC-MS/MS als Methode der Wahl eingesetzt. Obwohl sich dieses Nachweisverfahren durch eine hohe Empfindlichkeit und Selektivität auszeichnet, gibt es vor allem bei geringen Substanzkonzentrationen häufig störende Einflüsse durch Matrixeffekte. Diese Matrixeffekte können unterschiedliche Ursachen haben.
Einige Matrixeffekte werden am Beispiel des Wirkstoffs Carbamazepin erläutert. Carbamazepin wird durch Kläranlagen nur partiell aus dem Abwasser entfernt und ist im Spurenbereich auch noch im Trinkwasser nachzuweisen. Wenn für die LC-MS/MS wasserbasierte Anteile in der mobilen Phase genutzt werden, befinden sich trotz Verwendung einer Labor-Reinstwasseranlage in der mobilen Phase noch kleinste Konzentrationen von Carbamazepin, welche einen Blindwert im unteren ppt-Bereich verursachen.
Weitere Matrixeffekte treten durch die unterschiedliche Qualität der Oberflächenwasserproben auf. Koelutionen von weiteren Inhaltstoffen zeitgleich mit dem Zielanalyten führen zu einer Diskriminierung des Meßsignals. Verbindungen, die den gleichen Massenübergang bei nahezu identischer Retentionszeit zeigen, erfordern eine reproduzierbare chromatographische Vortrennung oder die Wahl einer alternativen HPLC-Säule.
Charge separation in liquid droplets within a strong electric field leads to opposite directed progeny droplet jets. That phenomenon is called field induced droplet ionization (FIDI). The jets contain charged molecules, which enables a mass spectrometric analysis. Acoustic levitation of droplets has matured to a powerful tool for containerless sample handling in micro fluidic systems in order to suppress agglomeration and classic contamination pathways. Herein we present the combination of both: FIDI assisted By Ultra-Sound (FIDIBUS). Compared to FIDI, it felicitates a steady observation of a single droplet during its jet formation. Furthermore, it allows for using different shaped electrodes and a multiple droplet interrogation.
A new approach that utilizes MALDI-TOF imaging mass spectrometry as a new detector for polymer chromatography is presented. For the first time, the individual retention behavior of single structural units of polyethylene oxide (PEO)/polypropylene oxide (PPO) copolymers and changes of the copolymer composition could be monitored. Composition specific calibration curves could be easily obtained by displaying the copolymer ion intensity data. This approach provides completely new insights in the chromatographic principle of copolymer separation and could be used to easily modify and adapt conditions for separation. In combination with electrospray deposition, homogeneous sample/matrix traces of surprisingly high spatial resolution could be obtained.