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Das Laserablationsverhalten von ionischen Flüssigkeiten verschiedener MALDI-Matrices

Hellwig, Nils - Christian-Albrechts-Universität Kiel (2012)


Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung des Ablationsprozesses von ionischen Flüssigkeiten als Matrix in der UV-MALDI. Die Verwendung dieser sogenannten ionischen flüssigen Matrices ist eine recht neue Entwicklung und zeigt in einigen Bereichen Verbesserungen gegenüber konventionellen kristallinen Matrices. Da einige Vorteile der Flüssigmatrices auf einen gleichmäßigeren Ablationsvorgang zurückgeführt wurden, ist die Untersuchung der dabei zugrundeliegenden Mechanismen von großem Interesse für die zukünftige Entwicklung weiterer Verbesserungen dieser Methode.

Die erste Methode, die zur Charakterisierung der Ablation verwendet wurde, ist die Postionisation von neutralen Molekülen in der Ablationswolke. Diese stellen den Großteil des ausgestoßenen Materials dar und die Bestimmung der mit dieser Methode zugänglichen Parameter, die Geschwindigkeitsverteilung und die Translationstemperatur der Teilchen, ermöglicht eine quantitative Beschreibung des Ablationsprozesses. Hier konnte gezeigt werden, dass der Ablationsvorgang der verwendeten Matrices sehr gut reproduzierbar ist und diese Stoffe sich daher gut für die Untersuchung mit dieser Methode eignen.

Weiterhin konnte festgestellt werden, dass für ionische Flüssigkeiten der häufig verwendeten Matrices 2,5-DHB und CHCA sehr ähnliche Ablationsparameter erhalten werden, die deutlich unter den Werten für die jeweiligen festen Stoffe liegen. Zusätzlich konnten Einflüsse der Lichtabsorption bei der verwendeten Ablationswellenlänge und der Energie der eingestrahlten Photonen gefunden werden. In den Experimenten zeigte sich auch das Auftreten eines zweiten Ablationsvorganges neutraler Moleküle um einige 100 ns verzögert zur initialen Ablation. Die Charakterisierung dieses Prozesses und die Aufklärung seines Ursprungs war mit der Postionisationsmethode nicht möglich.

Um dies zu erreichen, wurde ein neues Experiment entworfen und in Betrieb genommen. Dieses kombiniert ein Flugzeitmassenspektrometer mit der Fast Flash Imaging Methode, bei der Schattenbilder der ablatierten Teilchenwolke zu verschiedenen Zeitpunkten nach dem Ablationslaserpuls mit Hilfe sehr kurzer Lichtpulse im Nanosekundenbereich aufgenommen werden. Anhand der hiermit durchgeführten Messungen konnte ein Modell entworfen werden, welches das Auftreten der verzögerten Ablation durch die verspätete Freisetzung von einem Teil der Energie, die durch den Laserpuls in die Probe eingebracht wurde, erklärt und die auftretenden Änderungen im Ablationsvorgang bei Variation der laser fluence und der Ablationswellenlänge zufriedenstellend erklären kann.


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