Entwicklung einer vierdimensionalen Trennmethode für die Analyse komplexer Proben

In dieser Arbeit wurde eine analytische Trennmethode in vier Dimensionen (2D-LC, IMS und MS) aufgebaut, die zusammen mit einer ebenfalls entwickelten Datenbank fur CCS-Werte die non-target Analyse komplexer Proben ermoglicht. Dazu wurden Methoden zur Bestimmung von CCS mittels IM-qTOF-MS untersucht und auf ihre Reproduzierbarkeit hin uberpruft. CCS-Werte unterschiedlicher Adduktionen von mehr als 500 Standardsubstanzen wurden anschliesend gemessen und in eine Datenbanksoftware eingetragen. Zusatzlich wurden CCS-Werte von Lipiden unterschiedlicher Klassen aus einer komplexen Mischung ermittelt. Des Weiteren wurde anhand einiger Beispiele untersucht, inwieweit isobare Substanzen mittels IM-qTOF-MS getrennt und anhand ihrer CCS-Werte unterschieden werden konnen. Dabei wurde festgestellt, dass bei einigen Konstitutionsisomeren eine Trennung gut moglich ist, gerade bei kleineren Molekulen die Unterschiede in der raumlichen Struktur zum Teil aber nicht ausreichend sind, um eine genugend grose Differenz der Driftzeiten im IMS zu erreichen. Es zeigte sich zudem, dass die Trennung von Isobaren auch vom betrachteten Adduktion abhangig ist. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden Analysen verschiedener Realproben mit HPLC-IM-qTOF-MS durchgefuhrt. Dabei konnte am Beispiel von Zitronensaft gezeigt werden, dass coeluierende, isobare Substanzen in der IM-Dimension eine Auftrennung erfahren und dass bei Peaks mit gleichen exakten Massen die CCS-Werte zu einer sichereren Identifizierung beitragen. Somit konnen mehr Informationen gewonnen werden als mit herkommlichen HPLC-MS Messungen. Anhand der Analyse von Orangensaftproben wurde die Anwendung der Hauptkomponentenanalyse auf die komplexen Datensatze gezeigt, die die Unterscheidung von Proben zwei verschiedener Gruppen ermoglicht. Der Nutzen der zuvor erstellten CCS Datenbank fur die Identifizierung von Komponenten einer Probe konnte anhand eines Pflanzenextrakts aus Castanea sativa und zwei lipidhaltigen Realproben demonstriert werden. Darauf aufbauend wurde in dieser Arbeit eine zweidimensionale HPLC-Methode entwickelt (LC+LC), die an das vorhandene IM-qTOF-MS-System gekoppelt werden kann. Dabei konnte uber eine lange Modulationszeit von vier Minuten erreicht werden, dass Analyten nicht oder hochstens einmal moduliert werden und dadurch eine visuelle Darstellung und Datenauswertung mit aktuell verfugbarer Software moglich ist. Die entwickelte vierdimensionale Methode (LC+LC-IM-qTOF-MS) wies eine gute Reproduzierbarkeit hinsichtlich Retentionszeiten und Peakflachenverhaltnissen auf und erreichte eine Peakkapazitat von uber 8000. Anhand der Analyse einer Abwasserprobe konnte die hohe Trennleistung der Methode und die Anwendbarkeit der CCS Datenbank fur die non-target-Analyse gezeigt werden. Dabei konnten, aufgrund der verbesserten Trennung nach der Analyse mit LC+LC-IM-qTOF-MS, deutlich mehr Substanzen identifiziert werden als in der gleichen Probe nach einer HPLC-IM-qTOF-MS Messung. Abschliesend wurde eine GC-APCI-IM-qTOF-MS Kopplung realisiert und am Beispiel eines Pflanzenextrakts von Ginkgo biloba demonstriert, dass auch hier die IMS als zusatzliche Trenndimension in einer Analyse mehr Informationen uber eine Probe liefern kann.