Fettsäureanalyse mit GC-MS

Fettsäureanalyse mittels GC-MS

• Der GC-MS-Analyse vorausgeht die Derivatisierung der Fettsäuren, meist werden Methylester gebildet.
• Die Methylester werden dann durch Gaschromatographie getrennt.
• Das Massenspektrometer identifiziert die einzelnen Fettsäuremethylester anhand ihres spezifischen Fragmentierungsmusters.

Derivatisierung von Fettsäuren

• Die Umesterung von Fettsäuren in Methylester geschieht meist durch säure- oder basenkatalysierte Reaktion.
• Kurzkettige Fettsäuren bilden leicht flüchtige Methylester, daher ist eine Derivatisierung mit langkettigen Alkoholen von Vorteil.
• Für freie Fettsäuren kann Diazomethan zur Bildung von Methylestern verwendet werden.

GC-Detektion

• Neben GC-MS bestehen weitere Detektionsmethoden für die GC-Analyse von Fettsäuren.
• Zu den gängigen Detektoren gehören der Flammenionisationsdetektor (FID) und der Wärmeleitfähigkeitsdetektor (TCD).

FID

• Der FID detektiert die Menge an organischer Substanz, die in einer Flamme verbrannt wird.
• Er ist einfach, robust und empfindlich, aber er liefert keine strukturellen Informationen über die analysierten Verbindungen.

TCD

• Der TCD detektiert Unterschiede in der Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Trägergas und der Probe.
• Er ist weniger empfindlich als der FID, aber er kann für die Analyse verschiedener Gase verwendet werden.

Phospholipid-Analyse

• Phospholipide können mittels Flüssigchromatographie (LC) oder Gaschromatographie (GC) getrennt und anschließend durch Massenspektrometrie (MS) identifiziert werden.
• Durch MS/MS lassen sich Strukturinformationen über die Fettsäuren und Kopfgruppen der Phospholipide gewinnen.
• Der Neutralverlust-Scan (Neutral-Loss-Scan) ist eine Technik, die es ermöglicht, die Fragmentierungsmuster von Molekülen zu untersuchen.
• Der Neutralverlust-Scan ist besonders nützlich zur Identifizierung von Phospholipiden, deren Ladung nach der Fragmentierung bevorzugt auf dem Diglycerid-Fragment lokalisiert ist.

Triglycerid-Analyse

• Triglyceride lassen sich mittels Dünnschichtchromatographie (DC), HPLC oder GC trennen und analysieren.
• Die Detektion erfolgt mit ELSD, MS oder FID.
• Triglyceride können auch enzymatisch bestimmt werden.

Proteinanalytik mit Tandem-MS

• Die Proteinanalytik mit Tandem-MS beinhaltet eine Kombination aus Proteolyse, Trennung der Peptide durch LC und MS/MS-Analyse.
• Die Proteolyse wird mit einem Protease-Enzym wie Trypsin durchgeführt.
• Die LC trennt die Peptide nach ihrer hydrophoben Eigenschaft.
• Die MS/MS-Analyse erzeugt Fragmentierungsmuster der Peptide, die zur Identifizierung der Aminosäuresequenz verwendet werden.

Vergleich der Ionisationsmethoden

• Die Electrospray-Ionisation (ESI) ist eine weiche Ionisationsmethode, die gut geeignet ist für die Analyse von Biomolekülen wie Proteinen.
• Die Electron-Impact-Ionisation (EI) ist eine harte Ionisationsmethode, die zu einer starken Fragmentierung der Moleküle führt.
• ESI ist besonders gut geeignet für polare und lipophile Verbindungen, während EI für die Analyse von flüchtigen Verbindungen verwendet wird.

Acetyl-CoA-Carboxylase

• Um die Identität des proteins und die Aminosäure an Position 1157 zu bestätigen, können verschiedene experimentelle Ansätze verwendet werden.
• Ein typischer Ansatz ist die Massenspektrometrie (MS) in Verbindung mit einer Proteolyse.
• Die Proteolyse erzeugt Peptide, die dann durch LC getrennt und durch MS/MS analysiert werden.
• Die MS/MS-Daten können dann mit Datenbanken verglichen werden, um die Sequenz der Peptide und somit die Identität des Proteins zu identifizieren.
• Durch Analyse des Massenspektrometriedatensatzes kann bestätigt werden, ob die Aminosäure an Position 1157 Alanin oder Serin ist.