Untersuchung von oberflächeninduzierten Dissozierungsmechansimen von Flüssigkeitstropfen aus der Elektrospray-Ionisation in Transferstufen von Massenspektrometern

• Antragsteller: Dr. Walter Wißdorf
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 558979381

Massenspektrometrie (MS) mit Elektrospray-Ionisation (ESI) ist eine der bedeutsamsten Methoden der modernen analytischen Chemie. Dabei wird eine flüssige Lösung die einen nachzuweisenden Stoff, den Analyt, enthält in einem starken elektrischen Feld versprüht. Es bilden sich geladene Flüssigkeitstropfen. Es gibt klare experimentelle Anzeichen, dass diese Tropfen, entgegen einer verbreiteten Ansicht in einschlägigen Lehrbüchern, zu großen Anteilen in die Vakuum-Systeme der Massenspektrometer aufgenommen werden können. Hier kommt es offenbar zu Kollisionen zwischen geladenen Tropfen und Oberflächen, die zur weitgehenden und schlagartigen Fragmentierung der aspirierten Tropfen führen. Die von uns beobachteten experimentellen Ergebnisse stützen diese These, da sie sich nur schwer auf anderem Wege erklären lassen. Kollisionen zwischen hoch-geladenen Flüssigkeitstropfen verschiedener Zusammensetzung mit Oberflächen sind ein sehr komplexer Prozess. Bislang existiert keinerlei belastbare Modellvorstellung derartiger Kollisionsprozesse auf molekularer Ebene. Das geplante Projekt soll mit Hilfe moleküldynamischer Simulationen solche Kollisionsprozesse im Detail studieren. Die Ergebnisse dieser Modellierung werden zum ersten Mal einen Einblick in die Dynamik derartiger Kollisionsereignisse in einem Massenspektrometer-System erlauben. Daraus lassen sich Schlussfolgerungen für die Bedeutung von Oberflächenkollisionen aspirierter geladener Tropfen für die Kontamination, die Betriebsbedingungen und der analytischen Leistungsfähigkeit typischer ESI-MS ziehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen